CN101557866A - 便携式氧气浓缩器 - Google Patents

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Abstract

一种便携式氧气浓缩器包括具有第一和第二端的一对筛床、用于把空气输送到筛床第一端的压缩机、与该筛床第二端连通的容器和固定到该筛床第一端的空气集管。空气集管在其中包括与压缩机和筛床第一端连通的通道。一组阀门与空气集管连接，以及控制器与阀门连接，用于有选择地打开和关闭阀门，以交替地装载和清空筛床，从而把浓缩氧气输送到容器。氧气输送集管与筛床第二端连通，用于把氧气从容器输送到使用者。压力传感器可设置在容器和/或输送管线内，用于控制该控制器的操作。

Description

便携式氧气浓缩器
技术领域
概括地说，本发明涉及用于提供氧气的设备和方法，更具体地说，本发明涉及用于通过从空气中的吸收而浓缩氧气的便携式设备和利用这种设备的方法。
背景技术
患有肺病的病人常常需要补充氧气以提高他们的舒适程度和/或生活质量。目前可以提供例如可为病人提供氧气的医院氧气管道或者其他设施的固定氧气源。为了允许存在一些机动性，可提供纯净和/或浓缩氧气罐，病人可例如在拖车上随身携带或者运送。然而，这种氧气缸容积有限，并且很大以及很重，限制了病人的机动性。
已经提出了从环境空气浓缩氧气来提供呼吸用氧气的便携式器械。例如，变压吸附(PSA，pressure swing adsorption)设备已经公知，这种设备从环境空气中分离氮气，输送浓缩氧气流，该氧气流可储存在罐内或者直接输送给病人。例如，第5,531,807、6,520,176和6,764,534号美国专利中公开了便携式的PSA氧气浓缩器。
因此，用于提供氧气的设备和方法将是有用的。
发明内容
本发明概括地说涉及用于提供氧气的设备和方法。更具体地说，本发明涉及用于浓缩氧气的便携式变压吸附(PSA)设备和利用这种设备的方法。
根据一个实施例，一种便携式氧气浓缩器设置成包括：包括空气入口/出口端和氧气入口/出口端的多个筛床、持续连通在该筛床氧气入口/出口端之间的清除孔口、与筛床的氧气入口/出口端连通的容器、用于把空气输送到筛床空气入口/出口端的压缩机、在该压缩机和筛床空气入口/出口端之间的一组阀门以及连接到该阀门上用于有选择地打开和关闭阀门从而交替地装载和清空筛床的控制器，其中氧气从正被装载的筛床经由清空孔口通过正被清空的筛床，以辅助从正被清空的筛床排空氮气。
在另一个实施例中，提供一种用于利用便携式设备浓缩氧气的方法，其中该便携式设备包括：每个均包括第一和第二端的多个筛床、与筛床的第二端连通的容器、压缩机和在压缩机与筛床第一端之间的一组阀门。该方法可包括有选择地打开和关闭阀门，以交替地装载和清空筛床，其中氧气从正被装载的筛床经由清空孔口通过正被清空的筛床，以辅助从正被清空的筛床排空氮气。
在又一个实施例中，提供一种用于利用便携式设备浓缩氧气的方法，其中该便携式设备包括：第一和第二筛床，每个筛床均包括第一和第二端；与筛床的第二端连通的容器；压缩机和在压缩机与筛床第一端之间布置的一组阀门。该方法可包括打开第一分组阀门，以装载第一筛床，使氧气从第一筛床排放到容器内并清空第二筛床；打开第二分组阀门，以装载第二筛床，使氧气从第二筛床排放到容器内并清空第一筛床；以及在打开第一和第二分组阀门之间打开第三分组阀门，以把空气同时输送到第一和第二筛床。选择性地，根据设置阀门的结构和/或数量，第三分组可包括在第一和/或第二分组中的一个或多个阀门。
在又一个实施例中，便携式氧气浓缩器设置成包括：每个均包括空气入口/出口端和氧气入口/出口端的多个筛床；与筛床的氧气入口/出口端连通用于对从筛床排出的氧气储存的容器；用于测量容器内的容器压力的压力传感器；用于把空气输送到筛床空气入口/出口端的压缩机；在压缩机和筛床空气入口/出口端之间的一组阀门以及控制器，该控制器与阀门连接，用于有选择地打开和关闭阀门，以交替地装载第一筛床并同时清空第二筛床以及装载第二筛床并同时清空第一筛床。控制器与压力传感器连接，用于监控容器压力，而该控制器设计成用于调节第一和第二筛床基于容器压力被清空的持续时间。
根据又一个实施例，便携式氧气浓缩器设置成包括：每个均包括空气入口/出口端和氧气入口/出口端的多个筛床；与筛床的氧气入口/出口端连通的容器；用于把空气输送到筛床空气入口/出口端的压缩机；在其中限定与压缩机和筛床空气入口/出口端连通的多个通道；与空气集管连接的一组阀门以及控制器，其中该控制器与该阀门连接，用于有选择地打开和关闭该阀门，以通过经由在空气集管中的通道从筛床中排空加压氮气而交替地装载和清空筛床。
在又一个实施例中，便携式氧气浓缩器设置成包括：包括空气入口/出口端和氧气入口/出口端的多个筛床；与筛床的氧气入口/出口端连通的容器；用于把空气输送到筛床空气入口/出口端的压缩机；固定到筛床的空气入口/出口端的空气集管，该空气集管在其中包括与压缩机和筛床空气入口/出口端连通的多个通道；与空气集管连接的一组阀门；控制器，其中该控制器与该阀门连接，用于有选择地打开和关闭该阀门，以交替地通过经由在空气集管中的通道把压缩空气输送到筛床而装载筛床并通过经由在空气集管中的通道从筛床中排空加压氮气而清空筛床，该氧气输送集管在其中包括与容器连通用于从容器把氧气输送到使用者的至少一个通道。
选择性地，便携式氧气浓缩器可包括侧壁，该在空气集管和氧气输送集管之间延伸，借此筛床、空气集管、氧气输送集管和侧壁提供了用于设备的结构框架。
在又一个实施例中，便携式氧气浓缩器设置成包括：包括空气入口/出口端和氧气入口/出口端的一对筛床；至少部分地嵌套在筛床之间并与筛床的氧气入口/出口端连通的容器；用于把空气输送到筛床空气入口/出口端的压缩机；在其中限定与压缩机和筛床空气入口/出口端连通的多个通道的空气集管。
在又一个实施例中，便携式氧气浓缩器设置成包括：包括第一和第二筛床的多个筛床、用于把空气输送到筛床的压缩机、在压缩机和筛床之间的一组控制阀以及与筛床连通用于把从筛床排出的氧气进行储存的容器。第一压力传感器可测量在容器内的容器压力，输送阀可与该容器连通以及第二压力传感器可测量穿过输送阀的压降。控制器可与控制阀连接，用于有选择地打开和关闭阀门，以交替地装载和清空第一和第二筛床，并且可与第一和第二压力传感器连接，用于在预定脉冲宽度内有选择地打开该输送阀，以把气体脉冲从容器输送到使用者。控制器可至少部分地基于容器压力和穿过输送阀的压降来调节脉冲宽度。
从研究以下结合附图的描述中，本发明的其他方面和特征将变得显而易见。
附图说明
图1A和1B分别为便携式氧气浓缩器设备第一实施例的顶部和底部透视图；
图2为图1A和1B中设备的分解透视图；
图3为图1A和1B中设备的示意图；
图4为可装在图1A和1B中设备的典型筛床的剖面图；
图5为可装在图1A和1B中设备的压缩机的顶部剖视图；
图6为可以成为图1A和1B中设备空气集管的一部分的集管基体的俯视图；
图7A和7B分别为可固定到图6中集管基体的集管盖的仰视图和俯视图；
图8A和8B为可以是图1A和1B中设备氧气输送集管的一部分的集管上下侧的透视图；
图9A-9C分别为可以是图1A和1B中设备的一部分的筛床盖的仰视图、侧视图和俯视图；
图10为一个空气流压降图表，其示出了当通道尺寸基于典型的平均流速增加时经由通道空气流的压降。
具体实施方式
参见附图，图1A-3示出了便携式氧气浓缩器设备10的第一实施例。通常，该设备10包括多个筛床或者罐12、压缩机14、在其中限定多个通道62-68的下部部件或者空气集管16、储罐或者容器18、用于在空气集管16内形成贯穿通道62-68的一个或多个流径的一组空气控制阀20以及上部或者氧气输送集管102。控制器22可连接到空气控制阀20上，用于有选择地开启和关闭空气控制阀20，以控制贯穿空气集管16以及因此贯穿筛床12的气流。可选择地，设备10可包括一个或多个附加的部件，例如一个或多个止回阀、过滤器、传感器、电源(未示出)和/或其他部件，其中这些部件中的至少一些可连接到控制器22(和/或同样未示出的一个或多个另外的控制器)上，其中该控制器在下面进一步描述。可理解的是，术语″气流″、″空气″或者″气体″可在这里一般地使用，然而包括的特殊流体可以是环境空气、加压氮气、浓缩氧气等等。
参见图4，每个筛床12包括例如细长空心圆筒形状的外壳30，包括第一或者空气入口/出口端32和第二或者氧气入口/出口端34。外壳30可由大致刚性的材料形成，这种材料例如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯等等的塑料、例如铝的金属或者复合材料。在典型的实施例中，外壳30的直径可在大约两厘米和十厘米(2-10cm)之间，而长度在大约八厘米和三十厘米(8-30cm)之间。尽管示出的外壳30具有圆筒形状，但可以理解的是，外壳30可具有例如可根据场所、性能和/或构造标准的其他期望的形状，例如，外壳30可具有椭圆形、正方形、矩形、或者其他规则或者不规则多边形横截面(未示出)。
外壳30可至少部分地填充有过滤介质或者筛选材料36，以提供能够从在压力下输送到筛床12内的空气中吸收氮气的筛床12。为了把筛选材料36保持在外壳30内，筛床12可包括靠近外壳30第一和第二端32、34中每一个的圆盘或者板38。该板38可彼此隔开，以在板38之间以及在外壳30内限定期望的容积。例如，期望容积可以是在大约一百五十和六百立方厘米(150-600cm3)之间，该容积可填充有筛选材料36。在典型的实施例中，在筛床12内筛选材料36的体积可以是大约四十四立方英寸(44in3)，这将在下面进一步解释。
板38可包括穿过其中的一个或多个开口或者开孔(未示出)，以使气流贯穿板38。例如，板38可由烧结塑料制成，从而在塑性材料内提供小于筛选材料36粒径的孔，该孔允许气流贯穿板38。做为选择的是，板38可由具有穿过其中的多孔或者眼的塑料、金属或者复合材料制成。例如，孔可在形成板38时例如通过使板38和孔同时模制而形成。在另外的选择方案中，板38可由坯料切割、模制等等作为实心板形成，通过钻孔、激光切割等等，孔可贯穿板形成。
通常，筛床12可被填充，从而在筛选材料36中没有实质的空隙，例如，从而该筛选材料36基本上填塞在板38之间。产生的筛床12重量在大约0.25-1.50磅之间。
在示出的实施例中，例如通过一个或多个配合联接件或者紧固件(未示出)、粘合剂、声波焊接(sonic welding)等等，底板38a例如基本上稳定地固定在外壳30的第一端32上。顶板38b可靠近第二端34布置，然而可在外壳30内移动。例如，顶板38b可例如通过弹簧或者其他偏压机构39朝底板38a偏压，而该顶板38b把筛选材料36压缩在板38之间。如果筛选材料36陷落或者某种程度从筛床12脱离，则顶板38b可朝底板38a自动地向下移动，以把筛选材料36保持在期望压缩状态下。当筛选材料36由于加工而被粉碎时，此压缩可以阻止筛选材料36移动到设备10的其他区域，和/或可抵消将导致筛选材料36流态化的流动诱导力。
板38的孔隙度基本上穿过筛床12横截面是均匀的，例如，以保证进入筛床12和/或流出筛床12的流基本上均匀分布在第一和第二端32、34区域。做为选择的是，板38的孔隙度以期望图案变化，或者仅仅板38的一部分是有孔的。在又一个选择方案中，板38可具有实心壁，并可以期望图案包括穿过其中的一个或多个开口。
筛选材料36可包括能够从加压的环境空气中吸收氮气的一种或者多种已知材料，由此允许氧气从筛床12中除去或者排出。可使用的典型的筛选材料包括合成沸石、LiX等等，例如UOP Oxysiv 5、5A、Oxysiv MDX或者ZeochemZl0-06。可期望的是，在筛床12内提供多层筛选材料36，例如，在第一端32和第二端34之间的层中提供具有不同性能的筛选材料。
例如，由于筛选材料通常吸水，这可导致一些筛选材料性能降低，筛选材料可设置在能够吸收的第一端32，而基本上不影响它的耐久性和/或吸收氮气的能力。在典型的实施例中，第一层36a可设置在第一端32附近，具有在大约筛选材料总高度的百分之十和三十之间的厚度(平行于筛床12长度的尺寸)，其中该筛选材料例如为Oxysiv 5材料。第二层36b可设置成包括高性能吸收材料，例如Oxysiv MDX。如在这里所示的那样，第二层36b可基本上装满筛床12的其余部分，或者筛选材料的一个或多个附加层(未示出)可设置成具有期望性能。因此，在使用期间，当环境空气进入筛床12的第一端32时，第一层36a可基本上吸收在空气中的水气，从而第二层36b暴露于相对干燥的空气，由此显著地降低破坏第二层36b筛选材料的危险。对于Oxysiv MDX已经确定的是，在大约0.5-1.5磅之间，优选的是在大约一磅，每分钟一升(lpm)这种筛选材料对排出产物(outlet production)提供有效的吸收作用。
尽管在图1A-3中示出为两个筛床12，可以理解的是，例如可根据期望的重量、工艺效能等等来提供一个或者更多筛床。在第4,859,217号美国专利中可发现有关可装在设备10中的筛床和/或筛选材料的附加信息，其中该专利文件的全部内容在这里明确地通过参照方式引入。
参见图1A、1B和2，容器18可包括具有底端或者第一端94和顶端或者第二端96的细长管形壳体70，其中该底端或者第一端94可以基本上封闭或者敞开，而顶端或者第二端96也可以基本上封闭或者敞开(例如如果通过在这里其他部分描述的集管或者其他部件覆盖)。如在这里所示的那样，外壳70具有允许容器18嵌套在筛床12之间和/或靠近筛床12的不规则沙漏形状。这可使由容器18占据的空间最小化，这样有助于降低设备10的总尺寸。此外，外壳70可具有弯曲的外壁71，该外壁71可在筛床12之间延伸，从图1A和1B中清楚地看到，这可提供用于设备10的光滑外表面。与在这里描述的设备10的其他部件类似，外壳70可由例如ABS、聚碳酸酯等等的塑料、例如铝的金属或者复合材料制成。
如图2和9A-9C所示，盖80可以设置成至少部分地封闭外壳70的顶端96。盖80可基本上永久地或者可拆卸地固定到筛床12第二端34和/或容器18的顶端96上，例如通过一个或多个联接件、紧固件、粘合剂、声波焊接等等。盖80可在其中包括一个或多个开口82、84，用于允许氧气流入以及流出筛床12和/或容器18，这将在下面进一步解释。
参见图9A，盖80可还包括清空孔口81(虚线示出)，该清空孔口81可提供在筛床12的第二端34之间直接地连通的通道。该清空孔口81可连续保持敞开，由此提供使氧气从一个筛床12到另一个筛床12经过的通道，例如当一个筛床12装载而另一个被净化，如在下面进一步描述那样。清空孔口81可具有精确确定的截面尺寸，例如在大约0.015-0.35英寸之间，或者为大约0.020英寸直径，这可根据通过筛床12的一个或多个流体的性质或者其他的性能标准来确定，如在下面进一步解释的那样。例如，清空孔口81的尺寸设计成，在穿过清空孔口81的大约每平方英寸五磅(5psi)压力差下，在两个任意方向，在每分钟大约2.5和十升(lpm)之间例如大约每分钟五升(5lpm)的氧气流过清空孔口81。
做为选择的是，清空孔口可在筛床12之间经由容器18而延伸。例如，清空孔口可包括沿着盖80延伸的在筛床12a和容器18之间连通的第一通道(未示出)和沿着盖80延伸在筛床12b和容器18之间连通的第二通道(未示出)。
可选择的是，如果外壳70底端94敞开，则盖(未示出)也可设置成基本上关闭外壳70的底端94，例如该盖可基本上永久地或者可拆卸地固定到底端94上，与盖80类似。做为选择的是，外壳70的底端94可敞开，而例如当容器18安装在空气集管16上或者靠近该空气集管16安装时，外壳70的底端94也可由空气集管16一部分密封，这将在下面进一步描述。
在又一个替代方案中，设备10可包括设置在该设备10内一个或者多个位置上的多个容器(未示出)，例如放置在可利用空间然而使设备10总尺寸最小化的不同位置上。该容器可以经由一个或多个柔性管(未示出)和/或经由氧气输送集管102彼此连接，以使氧气被输送到容器以及从容器排出。选择性地，在此替代方案中，可设置一个或多个阀门，用于控制进入容器或者从该容器排出氧气的流量。
在附加或者替代方案中，设备10可包括一个或多个柔性容器，例如可在氧气输送到其中或者从其中排出时膨胀或者收缩的袋子或者其他包装物。容器在膨胀时可具有预定形状，或者可有弹性膨胀以充满在设备10内的有效空间内。可选择的是，一个或多个坚硬容器可设置成与一个或者多个柔性容器(未示出)连通，例如，以保持在设备10内的空间。在另一个替代方案中，可提供一个或多个容器，作为空气集管16和氧气输送集管102中之一或者两者的一部分，而不是作为分离的部件。
参看图1A、1B和2，同时附带参见图5，压缩机14可以是能够把环境空气抽到设备10内并把空气压缩成用于输送到筛床12的一个或多个期望压力的任何器械。在示出的实施例中，压缩机14是多头部件，它包括电机40、与电机40联接的凸轮组件42、与凸轮组件40联接一起的驱动轴或者杆44以及与传动轴44联接的多个膜组件或者头部46。电机40可以是无刷直流电机，例如Pittman 4413。
在图5中清楚地看到，每一个膜组件46包括壳体48、固定到壳体48上以限定腔室52的膜50以及一组用于允许空气抽入腔室52内并从其中压出的止回阀54。壳体48可包括一个或多个基本上刚性的部件，提供膜50的支撑结构以及至少部分地限定腔室52。壳体48可例如通过模制、铸造、切削等等方式由例如ABS或者聚碳酸酯的塑料、金属或者复合材料制成。
例如利用过盈配合、一个或多个联接件、紧固件、粘合剂等等(未示出)，膜50可以基本上永久地或者可拆卸地附着于壳体48上，可在膜50和壳体48之间提供充分的空气密封。膜50可由柔性或者半刚性材料制成，其在压缩机14操作期间，在期望的距离内重复地弯曲，例如为乙烯丙烯二烯系单体(″EPDM″)或者″BUNA″橡胶(通过丁二烯聚合而形成的合成橡胶)等等，或者为VITON，或者由具有足够柔性、弹性和/或其他适当性能的液体硅橡胶(″LSR″)材料制成。
在典型的实施例中，壳体48和膜50可具有正方形或者矩形横截面(延伸到图5页面)，例如在一侧在大约一和三英寸(1-3in)之间。壳体48可具有在大约0.25-1.5英寸之间的厚度，由此提供限定一定容积的腔室52。在典型的实施例中，膜组件46可具有正方形横截面，其中每一个高度和宽度在大约两个英寸(50mm)。然而，可以理解的是，壳体48和膜50可具有其他的横截面形状，例如圆形、椭圆形等等。
膜50可例如通过头部45连接到传动轴44上，从而当传动轴44沿着它的纵轴远离和朝向凸轮组件42往复运动时，膜50可相对于腔室52向内和向外移动。因此，腔室52的容积可在膜50离开和朝向腔室52移动时分别增加和减少，以把空气抽入到腔室52内以及把空气从该腔室52中压出。
选择性地，如图5所示，壳体48可包括限定通道的一个以上隔断壁，该通道例如入口通道56in和出口通道56out。如下面进一步解释的那样，例如经由在壳体48底部上的端口57(在图5中未示出，参见例如图2)，入口和出口通道56in、56out可与在空气集管16中对应的通道62、64连通。例如在腔室52和入口通道56in之间的隔断壁上，入口止回阀54in可与入口通道56in成直线设置。该入口止回阀54in当暴露于腔室52内负压时即膜50离开腔室52指向时可打开，而当暴露于腔室52内正压时即膜50朝腔室52指向时关闭。同样地，出口止回阀54out可与出口通道56out成直线设置，当暴露于腔室52内正压时打开，并当暴露于腔室52内负压时关闭。止回阀54可以仅仅是弹簧加载的阀，根据阀门上的压差在一个方向上打开，例如传统的伞型阀门。
在操作期间，电机40可连续或者有选择地启动，以使凸轮组件42的凸轮43旋转，由此使传动轴44离开和朝向凸轮组件42轴向地往复运动。例如，凸轮组件42可设计成传动轴44具有在大约三和十三毫米(3-13mm)之间的总轴向位移。此往复运动导致膜50相对于壳体46向内外移动，由此经由入口通道56in把环境空气抽入到腔室52内，并经由出口通道56out从该腔室52中把压缩的空气压出。膜50中心的位移可与传动轴44位移一一对应。传动轴44可把腔室52容积改变成在超过和低于它的松驰容积(当膜50充分松驰或者未经受任何力时)大约百分之八十和九十五(80-95％)之间。
在典型的实施例中，基于凸轮组件42的凸轮43结构，对于预定图案的每一个膜组件46a-46c，传动轴44的往复运动及时抵消(staggered)或者补偿(offset)。这样，压缩空气可通过每一个头部46顺序地产生。这也可使由压缩机14产生的振动或者干扰量最小化，例如，膜组件46中其中一个的振动或者运动至少部分地抵消其余那些。以下提供有关压缩机14操作和控制的附加信息。
此外，由于膜组件在围绕凸轮组件42对称地布置时，可例如彼此倾斜一百二十度(120度)偏离，这也可使在压缩机14操作期间产生的振动抵消或者最小化。比较起来，在替换实施例中，两个膜组件(未示出)可以限定轴线的线性结构设置在凸轮组件的相对两侧上，然而此结构可增加沿着轴线的振动。
可替代的是，可设置三(3)个以上的头部，然而这会增加设备10的成本和/或操作复杂性。为了使振动最小化，期望的是，提供奇数膜组件(例如三、五、七等等)，例如以对称辐条结构，该结构在任何膜组件之间没有形成直线轴线，这可至少部分抵消在各个头部之间的振动。
参见图2和5A-6B，下部或者空气集管16通常包括一个或多个在其中限定多个通道62-68的大致平面结构。通常，空气集管16密封，从而通道62-68除了在开口72-79、86-90外充分地气封。开口72-79、86-90可允许例如压缩机14、筛床18和空气控制阀20的其他部件与通道62-68连通，用于以期望方式贯穿空气集管16来移动空气，这将在下面进一步解释。选择性地，空气集管16可包括一个或多个孔、穴等等，用于接纳安装件、联接件和/或紧固件(未示出)，例如用于把设备10的部件固定到空气集管16上，这些部件例如为筛床12、压缩机14、容器18和/或空气控制阀20上。
该空气集管16可以足够坚硬，例如，由此提供或者增强设备10的结构完整性。在一个实施例中，空气集管16可限定设备10的一个或多个外结构面，例如设备10的下表面或者底面，由此消除了对附加下部外层的需要。空气集管16可由任何工业等级材料制成，举例来说，例如ABS、聚碳酸酯等等的塑料；例如铝等等的金属；或者复合材料。空气集管16可通过注入模制、铸造、切削等等制造。
在典型的实施例中，空气集管16可由相对轻质的塑性材料制成，从而该空气集管16重量不超过大约0.25-4.0磅。可替代的是，空气集管16的全部或者一个或多个部分可由有弹性的半刚性或者柔性材料制成，以增加设备10的耐用性和/或抗冲击性。
在示出的实施例中，空气集管16包括集管基体58和集管盖60，其中该基体58在其中包括至少部分地限定通道62-68的多个通道，而盖60与该集管基体58配合，以充分地封闭通道来进一步限定通道62-68。可以理解的是，空气集管16可由一个或多个部件形成，而不是集管基体58和集管盖60，这些部件一起配合或者协作来限定在这里描述的通道62-68。
在图6中清楚地看到，集管基体58可包括至少部分地限定一个或多个压缩器入口通道62、压缩器出口通道64、筛床通道66和排气通道68的通道。例如集管基体58的不必要限定通道62-68和/或安装面的部分可省略，以减少空气集管16的总重量，同时基本上不影响它的结构完整性。可替代的是，集管基体58可具有基本连续的底壁，例如该底壁可基本上平滑，和/或可包括设备10依靠安置在其上的支腿或者其他部件(未示出)。
可附加或者替代的是，集管基体58可包括至少一部分侧壁59，例如该侧壁可限定设备10的另外的外部结构面。在又一个替代方案中，如图2所示，侧壁59可以是集管盖子60而不是集管基体58的一部分。在又一个替换方案中，空气集管16可相对平坦(而不是″L″形状)，而该侧壁可以是连接或者附着于空气集管16上的单独部件(未示出)。
参见图7A和7B，集管盖60可包括与在集管基体58中通道配合的一个或多个通道，以进一步限定通道62-68，这些通道例如为压缩器入口通道62、压缩器出口通道64、筛床通道66和排气通道68。可选择的是，在集管盖60中的通道可以比在集管基体58中的通道略微大或者小，从而通道壁交叠，这可增强在集管盖60和集管基体58之间的连接。在另外的替换实施例中，集管盖60可具有基本上平滑的下部表面，该表面与通道壁和/或集管基体58的其他部件配合，以进一步限定通道62-68。
集管盖60可利用一个或多个联接件固定到集管基体58上，举例来说，例如翼片或者对应凹槽的配合擒纵机构，或者例如螺钉、铆钉、螺栓的紧固件等等。可附加或者可替代的是，例如沿着集管基体58和集管盖60之间的一个或多个接触面，集管盖60可利用粘合剂、声波焊接等等固定到集管基体58上。
继续参见图7A和7B，集管盖60可包括与通道62-68连通的多个开口72-79、86-90。例如，集管盖60可包括与压缩器入口通道62连通的空气入口端口79。该入口端口79可联接到延伸到设备10外表面上入口开口160(未示出，参见图2)的管或者其他空心结构(未示出)，以允许环境空气抽入到设备10内。可选择地，如图3所示，入口空气过滤器162可设置在入口端口79前面的管线上，以从在进入压缩机14前被抽入入口开口160内环境空气中除去灰尘或者其他颗粒。
此外，再来参见图7A和7B，集管盖60可包括多对与压缩机14连通的开口72、74。在示出的实施例中，集管盖60包括与在压缩机14三个膜组件46上的端口57(未示出，参见图2)对应的三对开口72、74。每对开口72、74可隔开与在膜组件46顶端口57的间隔类似的预定距离。开口72、74和端口57中的一个或者两者可包括突起或者其他延伸部，以便于在膜组件46和集管盖60之间的充分气封连接。端口57可例如通过一个或多个过盈配合、配合螺纹、配合擒纵机构、粘合剂等等而连接到开口72、74上。
当压缩机14安装到空气集管16上或者靠近空气集管16时，膜组件46的入口通道56in可与开口72以及由此与压缩器入口通道62连通。在使用期间，每一个膜组件46依次经由入口通道56in抽取外界空气，空气可通过相应的开口72、压缩器入口通道62和入口端口79被抽取。同样地，膜组件46的出口通道56out可与开口74以及由此与压缩器出口通道64连通。在使用期间，当每一个膜组件46把压缩空气输送到出口通道56out时，压缩空气可从相应的开口74进入到空气集管16中的压缩器出口通道64内。
继续参考图7A和7B，集管盖60还包括多个彼此相邻的空气控制阀开口86、88，这些开口86、88覆盖压缩器出口通道64、筛床通道66和/或排气通道68。这样，当集管盖60附着到集管基体58上时，空气控制阀开口86、88可与相应的通道64-68连通。具体地说，供应阀入口开口86in与压缩器出口通道64连通，同时排气阀入口开口88in与相应的筛床通道68连通。供应阀出口开口86out与相应的筛床通道66连通，而排气阀出口开口88out与排气通道68连通。
集管盖60还包括筛床开口90，该开口与筛床通道66的扩大部分连通。这样，当筛床12安装到空气集管16上或者靠近空气集管16，筛床开口90可与相应的筛床12的第一端32连通。此外，从图7B中清楚地看到，集管盖60还可包括与排气通道68连通的一个或多个排气开口92。
选择性地，管、喷嘴或者其他装置(未示出)可联接到排气开口92上，以对来自筛床12的排放空气(通常为浓缩氮气)进行引导，这在下面进一步解释。在一个实施例中，排放空气可朝设备10内的控制器22或者其他的电子器件被引导，用于冷却该电子器件。利用浓缩的氮气作为内部电子器件的冷却液可为设备10提供安全措施，即降低如果该电子器件不断过热或者短路而引起的火灾的危险。由于大部分氧气已经从排放空气中去除，在排放空气中很少或者没有燃料来引起火灾。此外，随着排放空气被引导到设备10内部，如果容器18或者筛床12经常发展成与设备10内部泄漏连通时，产生的气体混合物中环境空气多于氧气(体积百分比)。
如在下面进一步描述的那样，在阀门开口86、88上，空气控制阀20可安装到集管盖60上，而空气控制阀20有选择地打开和关闭，以提供例如从压缩器出口通道64到筛床通道66和/或从该筛床通道66到排气通道68的流径。例如，再来参见图3，当供应空气控制阀20as打开时，可以限定这样的流径，从压缩机14，贯穿开口72、压缩机通道62、供应入口开口86in、空气控制阀20as、供应出口开口86out和筛床通道66a，进入到筛床12a。当排放空气控制阀20bE打开时，形成这样的流径，即从筛床12b，贯穿筛床通道66b、排气入口开口88in、空气控制阀20bE、排气出口开口88out、排气通道68，离开排气开口92。
空气集管16可替换用于把空气输送到筛床12以及从筛床12输送空气所必要的多个管和阀门。由于这些单独的管和阀门被除去并用包括不超过四个空气控制阀20的简单集管替换，则空气集管16可降低设备10的总尺寸、重量和/或成本，这是有用的，尤其为了使得设备10方便、易于使用和/或便宜。
此外，空气集管16便于改进，例如，以减少压力损失和/或衰减噪音。例如，为了使设备10需要的能量最小化，通道62-68的尺寸和/或形状可设计成当压缩空气穿过该通道62-68时能降低损失。已经发现的是，如果压力损失增加一磅每平方英寸(1psi)，则它可以使设备10的能量消耗增加差不多百分之十(10％)或更多。图10示出了在三个典型的平均流速即二十四(24)、三十(30)和五十(50)升每分钟(lpm)期间可遇到的压力损失。当通道62-68的平均流量直径增加时，压差数值显著地降低。这样，对于通道62-68期望的是具有至少大约0.25英寸直径的尺寸或者其他的等效截面。
此外，空气集管16可便于在贯穿设备10移动的空气的流径内提供挡板或者其他声音阻尼装置。例如，一个或多个挡板、文氏管、流动改性剂等等(未示出)可直接模制到集管基体58的通道内，以吸收声波或者降低由气流产生的噪音。做为选择，这种部件可在集管盖60固定到集管基体58前插入或者安装到通道内。在又一个替换方案中，该空气集管16可允许流量控制阀直接安装到其中一个或者更多通道62-68上。
参见图1A-3，空气控制阀20可安装或者固定到空气集管16上，例如安装到集管盖60上。在示出的实施例中，可设置四个″二通″空气控制阀20，例如利用一个或多个联接件、紧固件、粘合剂等等，这些空气控制阀20可安装到集管盖60上。如下面进一步说明的那样，四个空气控制阀20允许每个筛床12独立于另一个被加压和/或排气，同时可选择地具有与增压循环交叠的能力。
可用于阀门20中每一个的典型双向阀为SMC DXT阀门，该阀门可从印地安那州印第安纳波利斯的美国SMC公司(SMC Corporation of America，ofIndianapolis，Indiana)获得。此阀门是相对小的塑料导阀控制的隔膜阀。由于具有较大的隔膜区，因此它具有非常低的最小操作压力，在使用期间这是特别有用的设备10的给定操作压力。该阀门可作为″常开″提供。当压力贯穿导阀施加到隔膜上部时，该隔膜可被压到阀座上，截断流道。可使用常开或者常闭的引导电磁阀。由于隔膜阀本身是常开的，利用常开电磁阀可形成常闭的总的操作，需要使用电能来打开阀门。
作为替代方案，空气控制阀20可用两个″三通″阀门替换，这需要对在空气集管16中的开口和/或通道进行一些微小变化。然而，这种阀门可能更昂贵，操作复杂，和/或可压力需要比在设备10使用期间遇到的压力更大来引导。在又一个替代方案中，可提供一个或多个其他多位置阀门，代替该四个二通阀。
回到图3，四个空气控制阀20可设置在单个阀门集管21上，例如铝集管上，而端口可以是单独或者作为阀门集管21一部分的带螺纹的入口和出口端口。在把空气控制阀20装配到阀门集管21后，该阀门集管21可安装到开口86、88上面的空气集管16上。作为替代方案的是，单独的空气控制阀20可直接安装到空气集管16上，例如，以免除阀门集管21或者任何其他的配件和/或套管，这进一步降低设备10的总尺寸和/或重量。
回到图1A、1B和2，再来参见图8A-8B，可设置上部或者氧气输送集管102，用于把在容器18中存储的氧气输送到设备10的使用者。与空气集管16类似，氧气输送集管102可提供足够的结构完整性，以提供设备10的外结构面，例如，由此消除对于设备10外部罩壳或者上部罩壳的需要。该氧气输送集管102可利用与如上所述空气集管16类似的材料和/或方法来制造和装配。
选择性地，如图8B所示，氧气输送集管102可例如在氧气输送集管102下部表面上包括一个或多个肋线或者其他增强结构103。该增强结构103可以按照期望的图案模制或者直接地形成在氧气输送集管102上，或者固定到氧气输送集管102上，例如与筛床12叠加(在图8B中未示出)。这种增强结构103可增强氧气输送集管102，例如阻挡筛床12内的偏压机构39和/或抵抗筛床12内空气的压力，这可抵抗供应集管102来施加向上的力。
在图2示出的实施例中，氧气输送集管102包括至少部分地限定一个或多个氧气输送通道108、109的集管基体104和进一步限定氧气输送通道108、109的集管盖106。该氧气输送通道108、109可在集管基体104内彼此相邻布置，并包括用于与其他部件连通的多个开口126-138，其中其他部件是与把氧气输送到设备10使用者有关，这在下面进一步描述。集管基体104还可包括一个或多个电池开口140和/或接口窗口142，这些可模制或者形成在其中。
选择性地，如图2所示，氧气输送集管102的集管基体104可包括设备10侧板159的至少一部分。该侧板159可与在空气集管16上的侧板59邻接、互锁、或者配合。侧板59、159可设置用于设备10的充分坚硬的外结构壁。这样，侧板59、159、集管16、102和筛床12和/或组合的容器18可提供必要的结构框架，以支撑设备10和它的内部部件，如下面进一步说明的那样。可替代的是，侧板59、159中一个或者两个可作为单独的板设置(未示出)，该板可连接或者固定到空气集管16和/或氧气输送集管102上。
回到图2，侧板159可包括一个或多个可与设备10内部连通的入口开口160。如在这里所示的那样，侧板159包括两个彼此相邻的筛网的两个入口开口160。该入口开口160可以期望的阵列设置，该期望阵列例如为矩形、正方形、圆形或者其他的结构。在典型的实施例中，每一个入口开口160可具有在大约一个和两个英寸(25-50mm)之间的高度和/或宽度。入口开口160可包括相对小的孔，例如，直径在大约0.025-.15英寸(0.6-4mm)之间，允许空气容易地贯穿入口开口160，然而阻止较大物体穿过其中。
如上所述，例如，第一入口开口160a可设置入口，用于例如经由与空气集管16进气端口79连通的管道等(未示出)而把空气抽入到压缩机14内。第二入口开口160b可设置用于使环境空气被抽入到设备10内部的换气入口，例如，以协助冷却内部电子器件和/或筛床12。例如，吸入风扇164可邻接第二入口开口160b安装，以在恒定或者变速和/或体积条件下把环境空气抽入到设备10内部。
选择性地，设备10可包括一个或者多个间隙，例如在筛床12和/或容器18(未示出)之间的垂直空间，允许空气从设备10内部排放出。例如，可期望的是，使在设备10内部的空气(具体地说，来自排气开口92的排出气体)在相对端部从入口开口160从设备10中排出，以避免把富含氮气的空气抽回到筛床12，否则将降低设备的效率和可能的效果。可替代的是，一个或多个出口开口(未示出)可设置在设备10上，例如在空气集管16、氧气输送集管102和/或一个或多个侧板(未示出)上，以使空气以期望方式从设备10内部排出。
回到图2，设备10可包括一个或多个部件，这些部件用于把氧气从容器18输送到使用者。例如利用在这里描述的用于固定设备10其他部件类似的方法，这些部件可固定或者安装到氧气输送集管102上或者与之邻接。
例如，一对止回阀110可设置在覆盖在盖80中开口82的集管基体104上。止回阀110可仅仅是压力启动阀门，与如上所述止回阀54类似。当氧气输送集管102安装到筛床12和容器18上或者与之邻接时，止回阀110形成从筛床12到氧气输送通道108的单向流径。该氧气输送通道108经由开口112直接和连续地与容器18连通。
压力传感器114可设置在容器18内或者与氧气输送通道108连通。该压力传感器114可探测在容器18内并因此在氧气输送通道108内的绝对压力。此外，由于具有止回阀110而压力传感器114可提供筛床12内最大压力的读数。具体地说，由于止回阀110允许氧气从筛床12单向流动到容器18和氧气输送通道108，无论何时在任何一个筛床12中压力超过在容器18中的压力，相应的止回阀110也可打开。一旦在任何一个筛床12内的压力变成等于或者小于在容器18中的压力，则相应的止回阀110可关闭。
此外，如图2和3所示，氧气输送阀116、氧传感器118、一个或多个压力传感器120、122和一个或多个空气过滤器124可与氧气输送通道108、109成直线设置，例如安装到氧气输送集管102上。例如，再来参见图8A和8B，该集管基体104可包括氧气控制阀开口126、压力传感器开口128、138、氧传感器开口130、132和用于与这些部件连通的出口开口134、136。
氧气输送阀116可安装到氧气输送集管102上，例如在氧气控制阀开口126以下，用于控制在氧气输送通道108和109之间以及因此流出设备10从容器18到使用者的氧气流量。氧气输送阀116可以是与控制器22连接可有选择地启闭的电磁阀。可用于氧气输送阀116的典型的阀门是Hargraves Technology 45M型，它具有相对较大孔口尺寸，由此使通过氧气输送阀116的可能流量最大化。可替代的是，它可同时使用Parker Pneutronics V Squared或者Seriesll阀门。
当氧气输送阀116打开时，氧气可从氧气输送通道108贯穿氧气控制阀开口126a、126b、氧气输送阀116、氧气控制阀开口126c而进入到氧气输送通道109。氧气输送阀116可以期望频率打开期望的时间间隔，该频率可通过控制器22而改变，由此提供脉冲输出，这将在下面进一步说明。可替代的是，控制器22可使氧气输送阀116保持打开，以提供连续的输出，而不是脉冲输出。在此替代方案中，控制器22可节流氧气输送阀116，以调节流到使用者的体积流量。
压力传感器120也可安装到氧气输送集管102上和/或在氧气输送集管102下面，从而该压力传感器120的端口连接或者连通到压力传感器开口128上。这样，压力传感器120的端口可测量在氧气输出通道108、109之间以及从而穿过氧气输送阀116的压力差。选择性地，压力传感器120可用来获得容器压力，而压力传感器114可省去。例如，当氧气输送阀116关闭时，氧气输送阀116上游的压力可与容器18内的压力基本上对应。
压力传感器120可连接到控制器22上，例如提供可通过控制器22处理的信号，以确定穿过氧气输送阀116的压力差。控制器22可利用此压力差来确定从设备10输送的氧气的流速或者被输送氧气的其他参数。基于产生的流速，例如基于一个或多个反馈参数，控制器22可改变氧气输送阀116打开的频率和/或持续时间，如在下面进一步描述的那样。
氧传感器118也可安装到氧气输送集管102上和/或在该氧气输送集管下面，从而在氧传感器118上的端口与氧传感器开口130、132连通。氧传感器118能够测量经过其中的氧气的纯度，该氧传感器118例如测量穿过其中的气体声速的超声波传感器，例如由堪萨斯州(kansas)Shawnee的Douglas Scientific制造。可替代的是，氧传感器118可以是陶瓷或者侧流传感器。超声波传感器可比陶瓷传感器使用较少功率，例如大约五十毫瓦(50mW)比一瓦(1W)，但更昂贵。
氧传感器118可连接到控制器22上，并可产生与纯度成正比的电信号，其中该信号可由控制器22处理，并用于改变设备10的操作，这在下面进一步描述。由于氧传感器118的精度受穿过其中的气流影响，因此期望的是对在无气流状态期间例如当氧气输送阀116关闭时的纯度进行采样。
压力传感器122可安装到氧气集管102上和/或在氧气集管102下面，从而该压力传感器122的端口与压力传感器开口138连通。压力传感器122可以是能够测量绝对压力的压阻压力传感器。可使用的典型传感器包括HoneywellMicroswitch 24PC01SMT转换器、Sensym SXOl、Motorola MOX或者由所有传感器制造商制造的其它传感器。由于压力传感器122可暴露于设备10的整个系统压力，因此期望的是，压力传感器122的过压力等级超过完全系统压力，例如为至少大约十五磅每平方英寸(15psi)。
压力传感器122可连接到控制器22上，该控制器22用于提供与通过压力传感器122探测的压力成正比的信号，这在下面进一步说明。由于压力传感器122可能不具有零基准，来自该压力传感器122的压力信号可在设备10操作期间漂移。为了使通过压力传感器122带来的任何漂移或者其他误差最小化，小阀门(未示出)可连接到压力传感器122上，以例如当氧气输送阀116打开和输送氧气时，周期性地使压力传感器122通风或者置零。
可替代的是，相对小的孔口(例如大约0.010英寸直径)可成直线设置在氧气输送阀116(例如常开端口)和压力传感器122之间。此孔口可足够小，以不能对来自压力传感器122的压力信号产生负面影响，然而例如在象一百毫秒(100ms)短的脉冲期间足够大，从而压力传感器122回到零。有关利用这样一个孔口的附加信息可在第2003/0150455号公开申请文件中找到，其中的全部公开内容在这里明确地通过参照方式引入。在另一个替换方案中，控制器22可执行过滤算法，以识别使用者呼吸的起始。
集管基体104可包括与氧传感器开口132和压力传感器开口138连通的凹进部分133。外罩或者其他的元件(未示出)可固定在该凹进部分133上面或者覆盖该凹进部分133，以提供通过该凹进部分133限定的充分气封的通道。这样，该压力传感器122可测量凹进部分133内氧气的绝对压力。此压力读数可用来探测使用者开始吸气的时间，例如基于凹进部分133内产生的压降，而该压降可触发把氧气脉冲输送到使用者，如在下面进一步说明的那样。
空气过滤器124可安装到氧气输送集管102上或者与之邻接，并可包括任何传统的过滤介质，用于从输送到使用者的氧气中除去不希望有的颗粒。如在图8A中清楚看到的那样，氧气输送集管102可包括形状设计成在其中接纳空气过滤器124的凹进部分137。该空气过滤器124可通过一个或多个联接件、粘合剂等等而利用过盈配合固定在凹进部分137内。
该凹进部分137(在图8A示出)可经由出口开口136与沟槽135(在图8B中示出)连通。在示出的实施例中，沟槽135在形成在集管基体104并穿过其中的出口开口134、136之间延伸。外罩或者其他的元件(未示出)可固定或者覆盖该沟槽135，例如提供通过该沟槽135限定的充分气封的通道。这样，从氧传感器118释放的氧气可贯穿出口开口134离开凹进部分133，沿着沟槽135经过，并贯穿出口开口136进入凹进部分137内。氧气然后穿过空气过滤器124并输送给使用者。
选择性地，顶盖或者其他装置(未示出)可在凹进部分137上面安装到氧气输送集管102上。该顶盖可通过配合螺纹、一个或多个擒纵机构或者其他联接件、粘合剂等等(也未示出)而固定到氧气输送集管102上。该顶盖可包括管接头或者其他联接件，例如挠性软管的套管等等(也未示出)可固定到其中，用于把氧气输送给使用者，这在本领域中是已知的。顶盖可与空气过滤器124分离，或者该顶盖和空气过滤器124可以是在凹进部分137上面一起固定到氧气输送集管102上的单个组件。
可理解的是，除了如上所述氧气输送集管102和固定到那里的部件外，可提供用于把氧气输送给使用者的其他结构和/或部件。此外，尽管例如氧气输送阀116、压力传感器120、122、氧传感器118和空气过滤器124的部件是以特定顺序(相对于贯穿氧气输送集管102流动的)描述的，但如果需要的话，这些部件的顺序可改变。
回到图2，控制器22可包括控制设备10一个或多个方面操作的一个或多个硬件元件和/或软件模块。该控制器22可连接到设备10的一个或多个部件上，例如压缩机14、空气控制阀20、氧气输送阀116、压力传感器114、120、122和/或氧传感器118。部件可通过一根或多根能够在控制器22和部件之间接纳和/或传递信号的金属丝或者其他电导线(为简单起见未示出)连接。
控制器22也可同时与用户接口144连接，而该用户接口144可包括一个或多个显示器和/或输入装置。在图2示出的实施例中，用户接口144可以是可安装在氧气输送集管102中的接口窗口142内或者下面的触摸屏幕显示器。用户接口144可显示有关设备10操作的参数的信息和/或允许使用者改变该参数，例如使设备10接通或者关闭，改变剂量设置或者期望的流速等等，如在下面进一步说明的那样。尽管示出了单个用户接口144，但可以理解的是，该用户接口可包括多个显示器和/或输入装置，例如接通/关闭开关、刻度盘、按钮等等(未示出)。与其他部件类似，用户接口144可通过一根或者更多金属丝和/或其他电导线(为简单起见未示出)与控制器22连接。
为简单起见，在图2中示出的控制器22包括单个电路板，该单个电路板在其上面包括多个电气部件。这些部件可包括一个或多个安装在电路板上的处理器、存储器、开关、风扇、电池充电器等等(未示出)。可以理解的是，控制器22可作为控制设备10操作不同方面的多个子控制器来设置。例如，第一子控制器可控制压缩机14和空气控制阀20的电机40的操作，而第二子控制器可控制氧气输送阀116和/或用户接口144的操作。
例如控制压缩机14操作的第一子控制器的控制器22可包括无刷直流电机控制器，例如Motorola/ON MC33035系列、Texas Instruments DSP TMS 320LF240和/或MSP 430F449IPZ中之一。这种控制器可在电机40使用霍耳传感器(未示出)以对换向计时(time commutation)。可替代的是，可使用无传感器控制器，该控制器允许经由反向EMF测量进行换向记时，即电机电枢的位置可通过电机线圈后面EMF的测量来确定。此替代方案成本可能比较便宜，因为在电机中去除了传感器，而为电机绕线简化了。例如，Fairchild可具有适合于在控制器22中使用的专用集成电路。可替代的是，可使用包括无集成传感器控制外围设备的Texas Instruments DSP TMS 320LF240或者MSP 430F449IPZ微处理器。
第一子控制器(或者控制器22的其他部件)可控制电机的速度以及因此控制通过隔膜组件46输送的压缩空气的压力和/或流速。控制器22还可控制空气控制阀20的打开和关闭的顺序，以例如在下面进一步描述的典型方法的期望方式来装载和清空筛床12。
第二子控制器(或者控制器22的其他部件)可控制氧气输送阀116，基于来源于压力传感器122的压力信号从容器18把氧气输送到使用者。第二子控制器还从使用者接收输入指令和/或在用户接口144上显示信息。此外，控制器22的子控制器或者其他部件可以如下所述期望方式共享信息。这样，控制器22可包括其功能可与其他部件互换的一个或多个部件，而控制器22不应该被限制在在这里描述的具体的实例。
此外，设备10可包括一个或多个与控制器22、压缩机14、空气控制阀20和/或氧气输送阀116连接的电源。例如，如图2所示，一对电池148可设置成可安装或者固定到空气集管16上，例如沿着侧壁59、159和筛床12之间的开口侧。空气集管16可包括一个或多个可接纳在电池148中的安装件149，以使在设备10内的电池148稳定和/或垂直地固定。可附加或者可替代的是，其他的系带或者支撑件(未示出)也可用来把电池148固定在设备10内。
在典型的实施例中，电池148可以是充电电池，例如十一(11)伏额定电压3系列锂离子电池、4系列锂离子电池(例如从Inspired Energy获得的那些，诸如部件号为NL2024)等等。对于3系列包装件，标准一磅(1Ib)包装件可具有三(3)安培电流限制，而一又二分之一磅(1.5Ib)包装件可具有六(6)安培的最大电流。有关使用的Inspired Energy电池的附加信息可在www.inspired-energy.com上找到。其他电池来源可包括Molien Energy(www.molienergy.com)、GP Batteries(www.gpbatteries.com)、Micro-Power(www.micro-power.com)和Buchmann(www.buchmann.ca)。
控制器22可控制在设备10内从电池148到其他部件能量的分布。例如，控制器22可从其中一个电池148中提取能量，直到它的电能降低为预定水平，因此控制器22可自动地切换到另一个电池148。
选择性地，设备10可包括适配器，从而可使用例如传统交流电源或者直流电源的外部电源(未示出)，其中交流电源例如为壁装电源插座或者便携式交流电源，而直流电源例如为汽车点火器插座、太阳能电池板装置等等。转换这种外部电能所必需从而可由设备10使用的任何转换器或者其他部件(也未示出)都可设置在设备10内，在把设备10连接到外部电源的电缆中，或者在外部设备本身。
选择性地，控制器22可从外部电源把一些电能引回到电池148上，以传统方式对它们充电。控制器22还可自动地或者在经由用户接口144被激励后显示设备10电能的状态，例如电池148的电能水平，设备10是否连接到外部电源等等。
控制器22可包括对于执行一个或多个这些功能的一个或多个专用部件。可装在控制器22中的典型电池管理集成电路(IC)为Maxim MAX1773型，这被设计成用于双电池系统(对于更多信息例如参见www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/2374)。另一个是Linear LTC1760，这也设计成用于双电池系统，并把类似的选择器功能与充电结合(对于更多信息例如参见www.linear.com/prod/datasheet.html？datasheet＝989)。
回到图1A-3，为了组装设备10，空气和氧气输送集管16、102的部件可如上所述进行制造和装配。例如，可模制或者制造集管基体58、104、集管盖60、106和/或其他盖或者外罩(未示出)，例如，利用一个或多个配合擒纵机构、联接件、紧固件、过盈配合、粘合剂等等(未示出)，集管盖60、106和/或其他盖或者外罩(未示出)可固定到集管基体58、104上。同样地，筛床12、容器18和压缩机20可如上所述进行制造和/或装配。
同样如上所述，空气控制阀16、筛床12、容器18和/或压缩机20可安装到空气集管16，例如安装到集管盖60上。同样地，氧气输送阀116、压力传感器120、122、氧传感器118、空气过滤器124和/或其他部件可安装到氧气输送集管102上。例如在筛床12和容器18固定到空气集管16.上前或者后，该氧气输送集管102可固定到筛床12和容器18上。组装顺序不重要，而是可以变化，以便于期望的制造设施和/或方法。
同时或者单独地，侧壁59、159可彼此固定，或者如果侧壁59、159是一个或多个单独的板(未示出)，则它们可固定到空气集管16和氧气输送集管102上和/或固定在它们之间。形成的结构可提供用于设备10的结构框架，这种结构框架可消除对附加支撑件或者结构或者装饰外皮的需要。
控制器22可安装在结构框架内，任何金属丝或者其他导线可连接在控制器22和连接到那里的其他部件之间。在典型的实施例中，控制器22(或者至少一个子控制器)可安装到空气集管16上，例如与排气开口92垂直地邻接。这样，气体从空气集管16中排出，例如浓缩氮气可穿过或者朝向控制器22被引导，用于冷却它的部件。支架或者其他的支撑件(未示出)可安装到集管盖60上，而控制器22的电路板和/或其他的部件可用传统方式通过该支架或者支撑件固定。
例如在不再需要进入内部后，电池148可在任何时候被插入设备10中。在集管16、102之间的侧区域可保持充分打开(除了通过电池148覆盖的一些区域)，例如以提供在设备10部件组装和/或测试期间进入。相对薄和/或轻型外壳或者其他结构(未示出)可设置在每个敞开侧区域，以充分包围设备10内部，例如限制接近和/或保护在其中的部件。
为了提供用于设备10的防水和/或美学装饰表面，可设置放置整个设备10的外壳(未示出)。传统的便携式氧气浓缩装置尽管具有结构外皮，但也常常保存在装运箱中，该装运箱例如由帆布、织物、塑料或者这些或者其他材料的组合。与这种装置不同，设备10可设置在相对较软的袋子内或者其他箱体内，而不需要附加的坚硬结构外皮或者板，这就降低了设备10的总重量。
外壳的典型实施例可包括一个或多个例如覆盖电池开口142、过滤器凹进部分137和/或设备10上其他位置的可关闭开口。此外，外壳可包括可设置在用户接口144上面的开口或者充分透明窗。选择性地，该外壳可在其中的一个或者更多板中包括衬垫或者其他的吸音和/或缓冲材料。
回到图3，下面将描述设备10的基本操作。通常，设备10的操作具有两个方面，通过在筛床12内吸收而从环境空气中浓缩氧气，以及从容器18中把浓缩氧气输送到使用者，其中的每个方面描述如下。设备10的每个方面可独立于另一个操作，或者它们可相互关联，例如基于一个或多个相关的参数。
设备10可利用一个或多个可选择的方法操作，例如如下所述的那些，以提高设备10的效率或者其他的性能特征。例如，基于压力和/或氧气纯度的测量值，设备10的操作条件可进行调节，以提高氧气纯度和/或浓度、输出流速和/或压力，降低能量消耗等等。
在典型的实施例中，设备10可具有输送大约0.9或者1.2升每分钟(lpm)当量纯氧的能力。如在这里使用的那样，可使用这样的当量流速，该流速基本上对应于每单位时间输送的纯(100％)氧气量。由于设备10通过从环境空气中吸收而浓缩氧气，因此设备10不产生用于输送到使用者的纯氧。相反，从储存在容器18的筛床12中排放的气体可具有大约百分之九十五(95.4％)的最高浓度氧，其中气体为氩气及其他微量气体(大约4.6％)。
在给定流速下，通过设备10输送的浓缩氧气实际量可能小于纯氧的。这样，浓缩氧气的治疗价值比纯氧小。为了补偿此不足而提供等效体积的氧气，浓缩氧气的流速必须比纯氧的高。输送浓缩氧气与当量纯氧的比值是：
比值＝(100％-21％)/(实际的纯度-21％)，如下面表1所示。
Figure A20068001998300421
表1
例如，1.05lpm的88％浓缩氧气基本上相当于0.9lpm纯氧，而1.4lpm的88％浓缩氧气基本上相当于1.2lpm纯氧。
测试表明增加流速而对于纯度的补偿可降低设备10的总能量消耗。当氧气纯度和能量消耗对抗值平衡时，在大约85-90％之间氧纯度可形成所希望的效率，88％为设备10输送到使用者气体的典型目标氧气纯度。
通常，为了产生浓缩氧气(可存储在容器18和/或直接输送到使用者)，操作设备10，从而筛床12可交替地″装载″和″清空″。当筛床12正在装载或者加压时，压缩的环境空气从压缩机14中输送到筛床12的空气入口/出口端32，当筛床12加压时使筛床材料吸收比氧气更多的氮气。当氮气基本上通过筛床材料吸收时，氧气穿过筛床12的氧气入口/出口端34排放，其中它可储存在容器18中和/或输送给使用者。
一旦筛床12内的压力达到预定限度(或者在预定时间后)，该筛床12然后正被清空或者排气，即空气入口/出口端32可暴露于环境压力下。这使筛床12内的压缩氮气穿过空气入口/出口端32排放，例如穿过空气集管16并且从排气开口92中排出。选择性地，当筛床12正在清空时，例如，如果装载筛床内的压力大于清空筛床内的压力，从其他筛床12(该筛床12可能正在同时装载)中排放的氧气穿过清空孔口81，进入到清空筛床12的氧气入口/出口端34，这种情况可朝清空端发生。可附加或者可替代的是，例如当筛床12和容器18的相对压力导致止回阀110打开时，除了穿过清空孔口81外或者代替穿过清空孔口81，氧气可穿过在筛床之间的止回阀110。在筛床12被再次装载前，输入到正被清空筛床12的氧气入口/出口端34的此氧气可协助把浓缩氮气从筛床12中排放。
清空孔口81的尺寸选择成允许在装载和清空筛床12之间具有预定的氧气流速。通常所希望的是，例如通过设置具有基本上对称几何形状的清空孔口81，穿过清空孔口81的氧气流在两个方向相同，从而两个筛床12可同样地正被清空。在典型的实施例中，清空孔口81可具有大约0.02英寸(0.5mm)的直径或者其他当量的截面尺寸，从而在穿过清空孔口81的大约五磅每平方英寸(5psi)压力差下，大约2.6lpm可经过其中。清空孔口81的容量可与在设备10操作期间在筛床12之间流动的氧气实际体积不对应，因为实际流动可基于在装载和清空筛床12之间的压力差，而该压力差根据设备10的各种状态而动态地改变。
在下面表2示出的典型实施例中，设备10可利用包括四个(4)状态的过程来操作。″1″和″0″分别表示空气控制阀20的启闭状态。
状态 时间 描述   阀门20as   阀门20ae   阀门20bs   阀门20be
1  加压时间～6秒 12a加压12b排气 1 0 0 1
2  重叠时间～0.2秒  12a和12b都加压 1 0 1 0
3  加压时间～6秒  12b加压12a排气 0 1 1 0
4  重叠时间～0.2秒  12a和12b都加压 1 0 1 0
表2
在状态1期间，筛床12a正被装载，而筛床12b正被清空。如表中所示，供应空气控制阀20as和排放空气控制阀20be打开，而供应空气控制阀20bs和排放空气控制阀20ae关闭。再次参照图6，利用此阀门装置，筛床12a经由压缩机出口通道64和筛床通道66a与压缩机14连通，而筛床12b经由筛床通道66b和排气通道68与排气开口92连通。在状态1的末尾，由于筛床12a内压力超过筛床12b内压力，清空孔口81提供低流动性氧气，以从筛床12b中冲洗剩余的氮气。状态3是状态1的镜像，那就是说筛床12b正被装载，而筛床12a正被清空。
状态1和3(加压时间)的持续时间可基于一个或多个参数设定，例如清空孔口81的尺寸、离开筛床12氧气的纯度、容器18内压力等等，如在这里别处进一步描述的那些。例如，在状态1期间，如果加压时间太长，则在在筛床12b(正被清空)中所有的剩余氮气可被清空，而来自筛床12a(正被装载)穿过清空孔口81进入筛床12b的氧气可从排气开口92排出，浪费了氧气。如果加压时间太短，则在清空循环末尾，氮气可留在筛床12b中，这在筛床12b随后装载时可降低其效率。这样，所希望的是，把清空孔口81的尺寸保持到非常严格的流量公差，并在严格控制下制造筛床12，从而筛床12的性能在允许公差内稳定，而在制造期间和/或在制造后不需要调节加压时间。
在状态2期间，供应空气控制阀20bs打开，而排放空气控制阀20ae关闭。这允许来自筛床12a的增压空气穿过清空孔口81流入筛床12b。通常，状态2与状态1和3相比相对较短，例如，在筛床12a内的浓缩氮气开始进入筛床12b前，增压空气进入筛床12b。在状态3前，状态2降低必须从压缩机14释放的压缩空气量，这样提高了设备10的总效率。同样地，在状态4期间，供应空气控制阀20as打开，而排放空气控制阀20be关闭。这样，在状态4期间，在筛床12a装载前(当状态1重复时)，压缩空气从筛床12b流到筛床12a。
在上面表2示出的实施例中，状态2和4的持续时间(重叠时间)基本上比状态1和3的持续时间(加压时间)短。例如，状态2和4的持续时间(重叠时间)可不超过大约1.5秒或者超过大约0.6秒，而状态1和3的持续时间(加压时间)可至少为大约四(4)秒或者至少大约五(5)秒。
选择性地，可改变一个或多个持续时间，例如当使用者要求(例如剂量设定和/或呼吸频率)和/或其他的参数保证这种改变。可替代的是，当控制器22最初编程和/或随后运行时，持续时间(加压时间和重叠时间)可固定。在两种情况下，时间或者时间常量可存储在闪存型存储器或者与控制器22连接的其他存储器。如果期望的话，在最初制造期间，经由串联，时间或者时间常量可调节，在随后的运行环境下和/或在使用期间，新的数值可储存在存储器内。
例如，所希望的是，当在容器10内的压力(″容器压力″或者Pres)增加时，减少状态1和3的持续时间(加压时间)。当容器压力增加时，较高的压力可驱动更多气体穿过清空孔口81，减少从清空筛床12充分排放氮气需要的时间量。可基于容器压力来建立公式以确定最佳的时间(加压时间)。例如，该公式可基于线性关系估算：
加压时间＝k*压力。
其中k为可在理论或者凭经验确定的常数。可替代的是，可根据经验性测试来展开更复杂的公式。如果期望的话，以类似方式，在制造或者运行期间和/或动态地在设备10操作期间，状态2和4的持续时间(重叠时间)也可固定或者调节。
选择性地，一个或多个止回阀(未示出)可设置排气管线中(例如在空气集管16中的排气通道68内或者与排气开口92连接)。例如当设备10不工作时，这种止回阀可使筛床12停止″呼吸″，并经受变化的大气压力和/或温度。例如，如果SMC DXT阀门用于排放空气控制阀20e而设置，则它们可作为止回阀。然而，没有导向压力，排放空气控制阀20e可能渗漏。相对小的弹簧(未示出)可加到这些阀门上，以阻止这种渗漏。
可替代的是，一个或多个阀门(未示出)可与清空孔口81并联设置即在筛床12的氧气入口/出口端34之间成直线延伸，或者代替该清空孔口81。在此替代方案中，设备10可利用与如上所述类似的四个(4)状态循环来操作。然而，并联的阀门可在重叠时间或者在压力循环末尾打开，以主动地控制筛床12的加压或者清空。
当在容器18中储存浓缩氧气和/或筛床12把氧气与环境空气分离时，设备10可用来把浓缩氧气输送到使用者。如上所述，控制器22可与氧气输送阀116连接，用于打开和关闭该氧气输送阀116，以从容器18把氧气输送到设备10的使用者。
在典型的实施例中，控制器22可周期性地以预定″脉冲″形式打开氧气输送阀116。在脉冲输出期间，氧气″丸剂″输送给使用者，即氧气输送阀116打开预定的脉冲宽度，此后关闭，直到下一个丸剂被输送。可替代的是，控制器22可打开氧气输送阀116，用于连续输出，例如使氧气输送阀116节流，以调节通向使用者的流速。在又一个替代方案中，控制器22可周期性地打开和节流氧气输送阀116预定时间，以改变输送丸剂的量。
在一个实施例中，在控制器22探测一个事件后，例如探测使用者开始吸气的时间，则控制器22可打开氧气输送阀116。当探测到事件时，氧气输送阀116可提供预定脉冲宽度打开。在此实施例中，脉冲频率或者间隔(在氧气输送阀116连续打开之间的时间)可由使用者呼吸频率(或者其他的事件间隔)来控制并与之对应。输送使用者氧气的总流速然后基于脉冲宽度和脉冲频率。
选择性地，控制器22可延迟打开氧气输送阀116预定时间，或者在使用者开始吸气后延迟，例如，以使输送给使用者的氧气最大化。例如，此延迟可用来使在吸气的″起作用″部分期间供氧最大化。吸气的起作用部分是其中吸入的大部分氧气通过肺被吸收到血流内，而不是仅仅用于填充例如肺内的解剖无效腔。已经发现，吸气的起作用部分大约是每次呼吸的上半部和/或第一个六百毫秒(600ms)。这样，在探测吸气后的预定延迟可在大约二十和一百五十毫秒(20-150ms)之间。
这样，尤其有用的是及早探测吸气的起始，并开始迅速地输送氧气，以在吸气起作用部分期间输送氧气。通过他们的鼻子呼吸的使用者可产生相对较强的压降，例如在套管内大约一厘米水压力(1cm H2O)。然而，如果使用者通过他们的口呼吸，则他们可只产生在0.1厘米水(0.1cm H2O)数量级的压降。
例如，假定有五伏特(5V)的激励电压，则压力传感器122的输出敏感度可大约为320μV/cmH2O。因此，产生0.1V(例如通过口吸入)的压降。如果控制器22包括具有一千(1,000)增益的放大器(未示出)，则该放大器将形成大约三十二毫伏(322mV)的放大信号，这可在十(10)字节五伏特(5V)模数(A/D)转换器中提供六(6)次记数。
如上面说明的那样，压力传感器122可出现漂移问题，使控制器22很难识别吸气开始并打开氧气输送阀116。一个解决方案是当设备10关闭时重新设定压力传感器122或者使该压力传感器122置零。然而，该压力传感器122可能对温度敏感，从而该压力传感器122可形成大于触发电平的漂移。可替代的是，如上所述，小阀门(未示出)可连接到压力传感器122上，例如当氧气输送阀116打开并输送氧气时，该小阀门可周期性地打开，以重新设定该压力传感器122或者使其置零。在另一个替代方案中，同样如上所述，相对小的孔口可设置在压力传感器122和氧气输送阀116之间，例如在当像一百毫秒(100ms)短的脉冲期间，该氧气输送阀116可允许压力传感器122重新设定或者使该压力传感器122置零。
在又一个可替代方案中，控制器22可包括可对来自压力传感器122的信号进行过滤的硬件和/或软件，以确定使用者开始吸气的时间。在此替代方案中，控制器22需要足够地敏感，以当使用者使用不同的呼吸技术时正确地触发氧气输送阀116。例如，一些使用者可实践囊状嘴呼吸，例如通过他们的鼻子吸气以及通过囊状嘴呼气。在此呼吸技术期间，控制器22不会探测将表明吸气即将开始的呼气作用信号。
该滤除算法还需要在吸气的起始和呼气的递减速度之间区别，否则在呼气较长期间(这是浪费的)来误导控制器22触发氧气输出。可附加或者可替代的是，在较长呼吸期间，控制器22的滤除算法可需要″延迟″，以避免在相对较长的一次吸气期间输送多个脉冲。例如，如果控制器22设计成一旦探测到在预定阈值以下的压降就打开氧气输送阀116，则在一次吸气期间它可打开氧气输送阀116两次(这也是浪费的)。在此情况中，滤除算法可包括在探测到吸气后延迟时间例如至少大约1.5秒。
可替代的是，控制器22可在可独立于使用者呼吸频率或者可动态地调节的脉冲频率下打开。例如，控制器22例如基于对两个或更多先前呼吸的平均值或者瞬间间隔或者频率，可在预期吸气情况下打开氧气输送阀116。在又一个替代方案中，控制器22可基于这些参数的组合，例如基于使用者的呼吸频率，来启闭氧气输送阀116，然而如果最小的预定频率没有满足，则打开氧气输送阀116。
对于脉冲输出，脉冲宽度可基于通过使用者选择的剂量设定。在这种方式中，每当氧气输送阀116打开时，当给出特定剂量设定时，大致相同体积的氧气可输送给使用者。该剂量设定可以是使用者选择的定量或者定性的设定。定性的剂量设定可包括刻度盘或者一个或多个按钮(例如在用户接口144上)，这允许使用者选择例如从一到十(1-10)规模或者从最小到最大范围的水平。控制器22可把相关定性设定与期望流速或者丸剂大小联系起来，例如与设备10的最大流动能力有关。
例如，该设定可相应于在设备10可供应浓缩氧气范围内的点，例如在设备10最大能力的百分之零和百分之百(0-100％)之间。例如，可使用对于设备10的最大流速(或者纯氧的当量流速)，例如在大约六和十六升每分钟(6-16lpm)之间。可替代的是，可使用最大丸剂体积，例如在大约十和一百五十毫升(10-150mL)之间或者在大约十和八十毫升(10-80mL)之间。
定量设定可允许使用者选择期望流速(例如用lpm表示)，这可以是实际的浓缩氧气流速或者当量纯氧流速，或者期望丸剂体积(例如用毫升表示)。对于选择有效的流速或者体积还可通过设备10的能力来限制，与定性设定类似。有关基于体积的剂量设定系统的附加信息，而不是隐含连续流动的当量，可在需 求氧气输送系统的特征中找到：最大输出和设定推荐(Characteristics of Demand Oxygen Delivery Systems：Maximum Output and Setting Recommendations)，P.L.Bliss，R.W.McCoy和A.B.Adams，呼吸护理2004；49(2)，160-165，其中全部内容在这里通过参照方式引入。
当剂量设定增加时，脉冲宽度可增加，例如从大约五十到五百毫秒(50-500ms)，以在每个脉冲期间输出预定丸剂。如果使用者呼吸频率保持状态充分地恒定，则脉冲频率也可充分地保持恒定，由此增加输送给使用者的总的流速。在实际使用期间，例如基于活动水平、环境条件等等，使用者的呼吸频率可改变。例如，对于肺病患者的呼吸频率可从大约十三到四十(13-40)呼吸次数每分钟或者从大约十八到三十(18-30)呼吸次数每分钟变化。因此，设备10能够把这些频率的脉冲输送到使用者。
由于例如设备10的便携式浓缩器具有相对小的尺寸，因此可发生其中剂量设定和使用者呼吸频率超过设备10能力的状态。这样，对于任何给定剂量设定，即每次呼吸的具体体积(例如mL)，该设备10可具有最大呼吸速率，在此速率，设备10可在期望的剂量设定输送氧气。
如果超过了对于具体剂量设定的最大呼吸速率，则设备10可以一个或者更多方式来响应。例如，设备10可包括例如视觉和/或声音警报的警报，这种警报通知使用者这样一个事件出现的时间。这可通知使用者，以及必要时，使用者可通过休息等等放慢他们的呼吸速率。
可附加或者可替代的是，设备10可改变输出参数，以把输出保持在设备10最大流速能力或者在其附近，例如大约900mL/min或者大约1,200mL/min。为此，控制器22可计算在给定使用者呼吸速率情况下(例如由呼吸速率除以最大流速或者利用查找表格)输送的丸剂尺寸，并因此调节脉冲宽度(和/或使氧气输送阀116节流)。例如，假定控制器22探测使用者在预定时间内具有大约二十三(23)个呼吸次数每分钟的呼吸速率，例如该预定时间为最近三十秒(30s)，则剂量设定输送四十毫升(40mL)每次呼吸。产生的流速920mL/min.将超过900mL/min.容量设备的能力。因此，控制器22可降低脉冲宽度，例如通过降低脉冲宽度至少大约(1-900/920)或者大约百分之2百分比(2％)，把流速减少到或者低于900mL/min。
当对于脉冲输出选择体积流速时，也可考虑一个或多个附加因素。例如，较高的流速可在管中形成较大的回压，使得流动控制更艰难，特别是在相对低压系统中，例如与在这里描述的设备10类似的便携式氧气浓缩器。
选择性地，设备10可以使效率最大化的方式操作，以降低能量消耗并延长设备10的电池寿命。这可提高使用者的机动性，允许他们在较长时间里保持不依赖于外部电源。
几个变量可与确定需要多少能量来操作设备10有关。自变量为压缩机14的速度或者功率，这消耗差不多由设备10使用能量的百分之九十五(95％)。压缩机14的电机40的速度可通过控制器22控制，基本上是电池148能量的脉冲宽度调制(PWM)，即需要能量越多，PWM工作循环就越高。
可使用电机40的闭环速度或者扭矩控制，然而也可以不需要。在加工循环期间，当压力增加时，压缩机14的电机40的速度可因为较高的扭矩需求而降低。这可导致需要的总能量基本上均匀，使当前的峰值最小化。
PWM可表示为从零到一百(0-100％)的百分比，零对应于压缩机14关机，而百分之一百对应于压缩机14在它的最大速度下操作。在实践中，可获得一个最小值，在该最小值下面，压缩机14可能不旋转，因此，真正范围可能在大约四十到百分之一百(40-100％)。在这里表达关系的公式是线性的，可提供充分近似值。可替代的是，基于理论或者经验的计算，可展开更详细公式，例如，这可利用在控制器22的存储器内的非线性方程或者查找表格来实现。
PWM可通过监控容器压力(在容器18内的压力)并控制压缩机的电机40以保持目标容器压力来控制。例如，控制器22可与容器内的压力传感器114连接，以监控容器压力，同时该控制器22可因此调节电机40的PWM。目标容器压力可以是静态的，例如在制造或者运行期间设定，或者可以是动态的，例如可以变化以保持目标氧气纯度和/或其他的参数，这如在别处进一步描述的那样。可替代的是，可监控多个变量，同时控制电机40以把该多个变量保持在选定的目标值。
例如，目标容器压力可基于剂量设定和使用者呼吸速率来选择。在典型的实施例中，目标容器压力可在大约五和十五磅平方英寸(5-15psi)之间，或者在大约六和十二磅平方英寸(6-12psi)之间。选择性地，目标压力可基于其他的参数调节，例如氧气纯度，如下面进一步说明的那样。
使用者呼吸速率可通过控制器22确定，例如根据来自压力传感器122的压力读数来确定。当使用者吸气(例如从图8A和8B所示的凹进部分133、137和沟槽135抽取氧气)时，该压力传感器122可探测压力上的降低。该控制器22可监控这样的频率，在该频率，压力传感器122探测压力降低以确定呼吸速率。此外，控制器22还可使用通过压力传感器120探测的压力差。
当剂量设定值增加时，使用者呼吸速率增加，和/或电池电压下降，产生的容器压力趋向下降。为了补偿压力下降，可增加PWM。这样，可选择目标容器压力，同时控制器22可提供控制环路以保持此目标容器压力。
此外，氧传感器118还可用来监控从容器18释放的氧气的纯度。在氧气纯度的变化可受筛床12内筛选材料状态、温度和/或抽入到设备10内填充筛床12的环境空气湿度等等的影响。控制器22可具有存储在存储器内设定的目标氧气纯度，该目标氧气纯度在大约85-93％之间，例如88％，该控制器22还可监控通过氧传感器118探测的纯度。如果氧气纯度降低到目标氧气纯度以下，则控制器22可提高目标容器压力以补偿和增加氧气纯度。这可触发控制器22，基于由控制器22使用的控制环路来提高PWM以保持新的目标容器压力。
这样，控制器22可修正PWM，即压缩机14的电机40的速度，把容器保持在它的目标压力附近，控制器22可基于通过控制器22监控的参数来修正该目标压力。
最大氧气生产速率取决于压缩机14的速度，而该压缩机14速度又取决于来自电池148的输入电压。为了有效地操作，对于设备10所希望的是，正当电池148开始耗尽他们的电量时，在目标参数或者接近于该目标参数操作。对于4S4P锂离子电池，在电池电量用尽时的电压大约为十一伏(11V)。当此电池是新电池时(或者当设备10连接到外部电源时)，比较起来，该电压差不多为16.8伏。为了阻止当电池148充足电时过多氧气产生，所希望的是为压缩机14强加最大速度，例如不超过大约2,500rpm。可替代的是，控制器22可允许此最大速度偶而超过预定安全限度范围，以降低压缩机14受损的危险。
举例来说，对于输送每一次呼吸六十毫升(60mL)的设备10，可使用大约八升每分钟(8lpm或者大约133mL/s)的典型流速。88％氧气的等效体积为大约七十毫升(70mL)，而该脉冲宽度将是大约0.53秒。如果设备10能够产生直至大约1200mL/min，则在最大剂量设定值的最大呼吸速率将是每分钟大约十七(17)次呼吸。假定1∶2的I∶E比值以及每一次使用者呼吸的第一个百分之五十(50％)是起作用的(以及未填充死区)，则最小有效时间可能是0.60秒。在较高的呼吸速率下，由于最大生产速率，最大脉量(和脉冲宽度)将较低。
由于设备10可在相对低压力下操作，例如在大约五和十二磅平方英寸(5-12psi)之间操作，穿过设备10内任何控制通道的气流将无声。因此，如果由于通过使用者连接的套管或者管道而设备10的回压力改变时，就可导致在输送给使用者氧气的流速上变化。在每分钟八升(8lpm)下，套管阻力可在大约0.7和二磅平方英寸(0.7-2psi)之间，例如对于Hudson套管或者TTO导管差不多是这样。此提高的回压可使输送给使用者的氧气流速降低差不多百分之二十五(25％)。
为了允许容器压力和下游压力(从容器18经由套管到使用者的压力)两者都变化，可使用以下算法。阀门″开通时间″可调节成保持固定脉量(通过选择的剂量设定值来设定)。在氧气输送阀166关闭期间，可测量容器压力，同时在氧气输送阀116打开时也可利用压力传感器120测量穿过氧气输送阀116的压力。
阀门开通时间或者脉冲宽度(在表3中的输送时间)可设定为通过氧气纯度调节的剂量设定因素，以得到实际体积、容器压力和穿过氧气输送阀116的压力降。在表3中示出了可用于这些计算的公式，该公式包括可用来操作设备10的典型的控制参数。
表3
参数 类型 单位 范围   起始数值 定义
加压时间 计算值 sec 4-12 6   压力产物PsiF×加压时间增益+加压时间补偿。此参数可从目标压力来计算，而不是测量。越短的时间产生越低的压力
  加压时间增益   设定值 Sec/psi 0-(-.6) -0.3
  加压时间补偿   设定值 Sec 0-20 9
重叠时间   设定值 Sec 0-2 0.2
容器压力 测量值 PSI 0-15 8   从容器中传感器114转换的产物测量，其中氧气输送阀116关闭。
  压力产物   计算   PSI   0-15   8   控制器22可包括时间
  值   常数大约为三十秒(30秒)低通过滤器，以过滤掉呼吸和循环变量。
压力阀Psi 测量值 PSI 0-15   利用传感器114根据转换的产物来测量，其中氧气输送阀116打开。此测量可在氧气输送阀116打开后延迟，例如延迟至少大约100ms，以避免人为干扰。
压力阀PsiF 计算值 PSI 0-15 7   控制器22可包括时间常数大约为100ms低通过滤器，以过滤掉噪音。
O2百分比   测量值 21-96 从氧传感器118中测量
O2百分比F 计算值 21-96 80   控制器可包括时间常数大约为30s的低通过滤器，以去掉循环变量。
 O2百分比   设定   75-92   控制算法目标O2百分
  目标   值   比(分辨率0.01)
  脉冲VolmL   设定值 mL 10-60   由患者设定，100％O2气体等同剂量
脉冲VolAct mL 计算值 mL 11-80   实际输送体积＝79/(O2百分比目标-21)×脉冲VolmL，可替代目标而使用O2百分比，然而可欠稳定，由于体积随着％降低而上升，随即可导致％进一步减少
呼吸时间   测量值 sec 1-5   在最后两次呼吸之间测量的时间
  呼吸时间Sec F   计算值 sec 1.5-5 3   低通过滤的5-10次呼吸
  产物VolmL   计算值   mL/min 0-1500   脉冲Vol mL×60/呼吸时间Sec F
医力产物目标Psi 计算值 PSI 3-12   (压力产物目标增益×产物Vol mL+压力产物目标偏移)×O2系数
  压力产物   设定   PSI/mL   0-0.3   0.01
  目标增益   值   /min
  压力产物目标补偿   设定值 PSI 0-12 3
O2系数 计算值 无 0.5-1.5 1   O2系数(旧值)×(O2百分比目标-O2百分比F)×O2系数增益
O2系数增益 设定值 无   取决于更新速度，然而应该经过1-20分钟逐渐变化
电机Pwm 计算值 最小-100   电机Pwm(旧值)×(压力产物Psi F-压力产物目标Psi)×电机Pwm增益。闭环控制以获得压力产物目标PSI
  电机Pwm最小值   设定值 0-50 50   最小和启动PWM值，以避免非旋转抽吸
电机Pwm增益 设定值   设定电机控制变化速度-根据更新速度-控制可能变化
  输送时间Msec   计算值 Msec 100-700   (脉冲Vol Act mL×压力值Psi F^0.5×
  输送时间增益)/((压力产物Psi+14.2)。保持输送阀打开的时间-需要更多的时间实证
  输送时间增益   设定值 无 50-200 100
在替代实施例中，设置的阀门(未示出)可类似压力调节器来起作用。代替控制下游的表压力，可控制在下游与输送阀串联配置的孔口的压降。以这种方法，不管下游压力如何，可输送相同流速，在选定脉冲宽度产生的体积可基本上是恒定的。
例如当使用者通过按压开/关开关或者按压例如在用户接口144的触摸屏上″按钮″而决定关掉或者关闭设备10时，对于设备10所希望的是，自动地完成程序来保护设备10。例如，如果在关机后增压空气保留在筛选12中，则在空气中的水可凝结或者由筛选材料吸收，但这可使筛选材料破坏。还所希望的是，把筛选12与大气环境充分隔离，例如，以当设备10遇到变化的大气压力和/或温度时阻止筛选12″呼吸″。任何这种呼吸可把空气引入筛选12或者从筛选12中排放空气，这样可能把水气引入筛选材料。
当设备10正在关闭时，氧气输送阀116可关闭，以使来自容器的供氧中断。当排气控制阀20e打开时，供气控制阀20s可自动地关闭(当电源关闭时或者主动地或者作为默认状态)。在第一预定时间后，例如在大约一百和三百毫秒(100-300ms)之间，压缩机14可关闭。在关闭供应空气控制阀20s后使压缩机14随时地操作，这样可把剩余压力保留在空气集管16内，这可在延长的时间段内促进使空气控制阀20s保持关闭。此压力可慢慢地随着时间渗漏。
在第二预定时间后，例如在大约九和十二秒(9-12s)之间，允许一些增压空气从筛选12中排放，排气控制阀20e可关闭(当电源关闭时要么有效要么作为默认状态)。
尽管发明易于形成各种改型和替代形式，其具体的实例已经在附图中示出并且在这里详细地描述，然而，应该理解的是，发明不限制成公开的具体形式或者方法，相反，发明将覆盖所有属于附加权利要求书范围内的改型、等同物和替换物。

Claims (65)

1.一种便携式氧气浓缩器，包括：
包括第一和第二筛床并用于从空气中吸收氮气的多个筛床，每个筛床包括空气入口/出口端和氧气入口/出口端；
与筛床氧气入口/出口端连通的至少一个容器，用于把从筛床氧气入口/出口端排出的氧气储存；
用于把具有一个和更多期望压力的空气输送到筛床空气入口/出口端的压缩机；
在压缩机和筛床空气入口/出口端之间的一组阀门；
用于测量至少一个容器内容器压力的压力传感器；以及
与阀门连接的控制器，用于有选择地打开和关闭阀门，以交替地装载第一筛床并清空第二筛床以及装载第二筛床同时清空第一筛床，控制器还连接到用于监控容器压力的压力传感器上，控制器设计成用于至少部分地基于容器压力来调节其中第一和第二筛床交替地被清空的装载/清空持续时间。
2.如权利要求1的便携式氧气浓缩器，还包括持续连通在第一和第二筛床的氧气入口/出口端之间、从而氧气从被装载筛床流到被清空筛床的清空孔口。
3.如权利要求2的便携式氧气浓缩器，控制器设计成用于有选择地打开和关闭阀门，以同时装载第一和第二筛床，以允许气体经由清空孔口从仅仅被装载的筛床经过仅仅被清空的筛床，第一和第二筛床的同步装载发生在：装载第一筛床同时清空第二筛床以及装载第二筛床同时清空第一筛床之间。
4.如权利要求1的便携式氧气浓缩器，控制器设计成当容器压力增加时缩短装载/清空的持续时间，而当容器压力降低时加长装载/清空的持续时间。
5.如权利要求1的便携式氧气浓缩器，还包括用于测量在输送到使用者前在至少一个容器内氧气纯度的氧传感器，控制器与该氧传感器连接，用于至少部分地基于氧气纯度来调节装载/清空持续时间。
6.如权利要求5的便携式氧气浓缩器，控制器设计成如果氧气纯度降低时增加装载/清空持续时间。
7.如权利要求5的便携式氧气浓缩器，还包括与至少一个容器连通并与控制器连接的输送阀，控制器设计成有选择地打开该输送阀，以从该至少一个容器把气体输送到使用者，控制器还设计成用于只有当输送阀关闭时对氧气纯度采样。
8.一种便携式氧气浓缩器，包括：
包括第一和第二筛床的多个筛床；
用于把空气输送到筛床的压缩机；
在压缩机和筛床之间的一组控制阀；
与筛床连通用于对从筛床排出的氧气进行储存的至少一个容器；
与至少一个容器连通的输送阀；
一个或多个压力传感器，用于测量至少一个容器内的容器压力以及用于测量穿过输送阀的压降；以及
与控制阀连接的控制器，该控制器用于有选择地打开和关闭阀门，以交替地装载和清空第一和第二筛床，控制器还连接到压力传感器上，用于监控容器压力和穿过输送阀的压降，控制器还与输送阀连接，用于在预定脉冲宽度内有选择地打开输送阀，以把来自至少一个容器的气体脉冲输送到使用者，控制器设计成用于至少部分地基于容器压力和穿过输送阀的压降来调节脉冲宽度。
9.如权利要求8的便携式氧气浓缩器，还包括用于测量在输送到使用者前在至少一个容器内氧气纯度的氧传感器，控制器与该氧传感器连接，用于至少部分地基于氧气纯度来进一步调节脉冲宽度。
10.如权利要求9的便携式氧气浓缩器，控制器设计成如果氧气纯度降低到预定阈值以下时增加脉冲宽度。
11.如权利要求9的便携式氧气浓缩器，控制器设计成有选择地打开输送阀，以从该至少一个容器把气体输送到使用者，控制器还设计成用于只有当输送阀关闭时测量氧气纯度。
12.如权利要求8的便携式氧气浓缩器，还包括持续连通在第一和第二筛床的氧气入口/出口端之间、从而氧气从正被装载筛床流到正被清空筛床的清空孔口。
13.如权利要求12的便携式氧气浓缩器，控制器设计成用于有选择地打开和关闭阀门，以同时装载第一和第二和第二筛床，以允许气体经由清空孔口从刚被装载的筛床经过刚被清空的筛床，第一和第二和第二筛床的同时装载发生在第一和第二筛床交替地装载和清洗之间。
14.如权利要求1的便携式氧气浓缩器，控制器设计成当容器压力增加时、缩短第一和第二筛床交替地装载和清空的装载/清空持续时间，而当容器压力降低时增加该装载/清空的持续时间。
15.一种用于利用便携式设备浓缩氧气的方法，其中该便携式设备包括第一和第二筛床，每个筛床均包括第一和第二端，而容器与筛床的第二端连通，该方法包括：
在装载/清空持续时间内，使装载第一筛床并同时清空第二筛床以及装载第二筛床并同时清空第一筛床循环进行，借此在装载期间，氧气从该第一和第二筛床经过容器；
监控容器内的压力；以及
至少部分地基于容器内的压力来调节装载/清空持续时间。
16.如权利要求15的方法，还包括：
从容器释放氧气；
监控从容器中释放氧气的氧气纯度；以及
至少部分地基于氧气纯度来进一步调节装载/清空持续时间。
17.如权利要求16的方法，其中氧气以具有一定脉冲宽度的脉冲从容器中释放。
18.如权利要求17的方法，还包括：
测量从容器中释放氧气的回压；以及
至少部分地基于从容器中释放的回压来调节脉冲宽度。
19.如权利要求15的方法，还包括：
以具有一定脉冲宽度的脉冲从容器中释放氧气；以及
至少部分地基于容器内的压力来调节脉冲宽度。
20.如权利要求19的方法，还包括：
测量从容器中释放氧气的回压；以及
至少部分地基于从容器中释放氧气的回压来进一步调节脉冲宽度。
21.一种便携式氧气浓缩器，包括：
多个筛床，用于从释放到筛床内空气中吸收氮气，该筛床包括空气入口/出口端以及氧气入口/出口端；
与筛床氧气入口/出口端连通的至少一个容器，用于把从筛床氧气入口/出口端排出的氧气储存；
用于把具有空气输送到筛床空气入口/出口端的压缩机；
空气集管，该空气集管在其中限定与压缩机和筛床空气入口/出口端连通的多个通道；
与空气集管连接的一组阀门；以及
控制器，该控制器与阀门连接，用于有选择地打开和关闭阀门，以如下方式交替地装载筛床，即经由空气集管中的通道把压缩空气输送到筛床内，使氧气从氧气入口/出口端排放到容器内，并通过把加压氮气从筛床中经由空气集管中的通道而清空筛床。
22.如权利要求21的便携式氧气浓缩器，空气集管包括在其中限定多个沟道的集管基体和集管盖，该集管盖用于基本上包围沟道，用于进一步限定该多个通道。
23.如权利要求21的便携式氧气浓缩器，压缩机包括多个头部，该头部用于循环地产生压缩空气，该头部的出口与空气集管内的相应通道连通。
24.如权利要求21的便携式氧气浓缩器，其中筛床的空气入口/出口端结合到空气集管上。
25.如权利要求21的便携式氧气浓缩器，还包括在筛床的氧气入口/出口端上的盖，其中该盖用于基本上包围筛床的氧气入口/出口端，该盖在其中包括在筛床和容器之间连通的开口。
26.如权利要求25的便携式氧气浓缩器，还包括用于阻止在容器内的氧气流入筛床的止回阀。
27.如权利要求21的便携式氧气浓缩器，空气集管包括基本上为平面的部分，该部分在其中包括多个通道。
28.如权利要求21的便携式氧气浓缩器，空气集管包括模制塑料。
29.如权利要求21的便携式氧气浓缩器，还包括基本上持续连通在筛床的氧气入口/出口端之间的清空孔口，该清空孔口的尺寸设计成用于在筛床之间输送预定体积的氧气流。
30.一种便携式氧气浓缩器，包括：
多个筛床，用于从释放到筛床内空气中吸收氮气，该筛床包括空气入口/出口端以及氧气入口/出口端；
与筛床的氧气入口/出口端连通的至少一个容器，用于把从筛床氧气入口/出口端排出的氧气储存；
用于把空气输送到筛床空气入口/出口端的压缩机；
空气集管，该空气集管固定到筛床的空气入口/出口端，在其中包括与压缩机和筛床空气入口/出口端连通的多个通道；
与空气集管连接的一组阀门；以及
控制器，该控制器与阀门连接，用于有选择地打开和关闭阀门，以如下方式交替地装载筛床，即经由空气集管中的通道把压缩空气输送到筛床内，使氧气从氧气入口/出口端排放到容器内，并通过把加压氮气从筛床中经由空气集管中的通道而清空筛床；以及
固定到筛床氧气入口/出口端的氧气输送集管，该氧气输送集管在其中包括至少一个通道，该通道与容器连通，用于把氧气从容器输送到使用者。
31.如权利要求30的便携式氧气浓缩器，还包括侧壁，该在空气集管和氧气输送集管之间延伸，借此筛床、空气集管、氧气输送集管和侧壁提供了用于设备的结构框架。
32.如权利要求31的便携式氧气浓缩器，容器固定到空气集管和氧气输送集管之间，以进一步提供结构框架。
33.如权利要求31的便携式氧气浓缩器，其中结构框架包括至少一个敞开侧。
34.如权利要求30的便携式氧气浓缩器，其中该至少一个容器包括至少部分地嵌套在多个筛床之间的容器。
35.如权利要求34的便携式氧气浓缩器，其中该至少部分地嵌套在多个筛床之间的容器具有大致的沙漏形状，该沙漏形状至少部分地与该多个筛床的外壁对应。
36.如权利要求30的便携式氧气浓缩器，还包括在与其中至少一个通道连通的氧气输送集管上的氧传感器。
37.如权利要求30的便携式氧气浓缩器，还包括在与其中至少一个通道连通的氧气输送集管上的输送阀。
38.如权利要求30的便携式氧气浓缩器，还包括在与其中至少一个通道连通的氧气输送集管上的压力传感器。
39.一种便携式氧气浓缩器，包括：
包括空气入口/出口端和氧气入口/出口端的一对筛床；
至少部分地嵌套在该一对筛床之间的容器，该容器与筛床的氧气入口/出口端连通；
用于把空气输送到筛床空气入口/出口端的压缩机；
空气集管，该空气集管在其中限定与压缩机和筛床空气入口/出口端连通的多个通道；
与空气集管连接的一组阀门；以及
控制器，该控制器与阀门连接，用于有选择地打开和关闭阀门，以交替地装载和清空筛床，从而把浓缩氧气输送到容器。
40.如权利要求39的便携式氧气浓缩器，其中该容器具有大致的沙漏形状，该沙漏形状至少部分地与该一对筛床的外壁对应。
41.一种便携式氧气浓缩器，包括：
多个筛床，用于从空气中吸收氮气，该筛床包括空气入口/出口端以及氧气入口/出口端；
在筛床的氧气入口/出口端之间持续连通的清空孔口；
与筛床的氧气入口/出口端连通的至少一个容器，用于把从筛床氧气入口/出口端排出的氧气储存；
用于把具有一个和更多期望压力的空气输送到筛床空气入口/出口端的压缩机；
在压缩机和筛床空气入口/出口端之间的一组阀门；以及
控制器，该控制器与阀门连接，用于有选择地打开和关闭阀门，以如下方式交替地装载筛床，即经由空气入口/出口端把压缩空气输送到筛床内，使氧气从氧气入口/出口端排放到容器内，并通过把加压氮气从筛床中经由空气入口/出口端而清空筛床，其中氧气从正被装载的筛床经由清空孔口通过正被清空的筛床，以辅助从正被清空的筛床中排空氮气。
42.如权利要求41的便携式氧气浓缩器，还包括在筛床和容器之间用于阻止在从容器内氧气流入到筛床内的一个或多个止回阀。
43.如权利要求41的便携式氧气浓缩器，还包括在其中设置多个通道的空气集管，这些通道连通在压缩机和筛床空气入口/出口端之间，该阀门与空气集管连接，用于有选择地打开和关闭通道。
44.如权利要求43的便携式氧气浓缩器，该空气集管包括与筛床空气入口/出口端连通的排气通道，该排气通道设计成用于把从筛床排出的氮气朝控制器输送。
45.如权利要求41的便携式氧气浓缩器，该多个筛床包括第一筛床和第二筛床，该控制器设计成用于周期性地打开第一分组阀门，以装载第一筛床并清空第二筛床，以及打开第二分组阀门，以装载第二筛床并清空第一筛床。
46.如权利要求45的便携式氧气浓缩器，该控制器还设计成用于打开第三分组的阀门，以在打开第一和第二分组阀门之间来装载第一和第二筛床。
47.如权利要求46的便携式氧气浓缩器，该控制器还设计成用于在第一和第二时间长度内打开第一和第二分组阀门，并在小于第一和第二时间长度的第三时间长度内打开第三分组阀门。
48.如权利要求41的便携式氧气浓缩器，还包括与容器连通的输送管线和与该输送管线连通的输送阀，控制器与输送阀连接，用于有选择地打开和关闭该输送管线，以从容器把氧气输送到使用者。
49.如权利要求48的便携式氧气浓缩器，还包括压力传感器，该压力传感器与输送管线连通，用于探测使用者吸气，控制器与压力传感器连接，用于基于使用者的吸气来打开输送阀，以把氧气脉冲从容器输送到使用者。
50.一种用于利用便携式设备浓缩氧气的方法，其中该便携式设备包括多个筛床，每个筛床均包括第一和第二端，而容器与筛床的第二端、压缩机和在压缩机与筛床第一端之间的一组阀门连通，该方法包括：
有选择地打开和关闭阀门，以如下方式交替地装载筛床，即经由第一端把压缩空气输送到筛床内，使氧气从第二端排放到容器内，并把加压氮气从筛床中经由第一端排空来清空筛床，其中氧气从正被装载的筛床经由清空孔口通过正被清空的筛床，以辅助从正被清空的筛床中排空氮气。
51.如权利要求50的方法，其中有选择地打开和关闭阀门的步骤包括这样的循环，其中该循环包括以下顺序步骤：
a)装载第一筛床，并同时清空第二筛床，借此氧气从第一筛床经由清空孔口通过第二筛床；
b)同时装载第一和第二筛床，以把气体从第一筛床引导到第二筛床；
c)装载第一筛床，并同时清空第一筛床，借此氧气从第二筛床经由清空孔口通过第一筛床；以及
d)在步骤c后同时装载第一和第二筛床，以把气体从第二筛床引导到第一筛床。
52.如权利要求50的方法，还包括把从筛床排出的氮气朝向设备内的电子仪器输送，用于冷却该电子仪器。
53.一种用于利用便携式设备浓缩氧气的方法，其中该便携式设备包括多个筛床，每个筛床均包括第一和第二端，而容器与筛床的第二端、压缩机和在压缩机与筛床第一端之间布置的一组阀门连通，该方法包括：
打开第一分组阀门，把空气输送到第一筛床内，以使氧气从该第一筛床排放到容器内，并把加压氮气从第二筛床排空；
打开第二分组阀门，把空气输送到第二筛床内，以使氧气从该第二筛床排放到容器内，并把加压氮气该第一筛床排空；以及
在打开第一和第二分组阀门之间打开第三分组阀门，以把空气同时输送到该第一和第二筛床。
54.如权利要求53的方法，其中第三分组阀门包括第一分组阀门中的至少一个和第二分组阀门中的至少一个。
55.如权利要求53的便携式方法，在第一和第二时间长度内打开第一和第二分组阀门，而第三分组阀门在小于第一和第二时间长度的第三时间长度内打开第三分组阀门。
56.如权利要求55的方法，其中第一和第二时间长度为至少大约四秒。
57.如权利要求55的方法，其中第三时间长度为不超过大约1.5秒。
58.如权利要求55的方法，其中第一和第二时间长度中至少一个基于容器内的压力进行调节。
59.如权利要求58的方法，其中当容器内压力增加时，该第一和第二时间长度中至少一个缩短。
60.如权利要求53的方法，其中在打开第三分组阀门后第一和第二分组阀门交替地打开。
61.如权利要求53的方法，其中在打开第二分组阀门步骤包括关闭在第一分组阀门中的至少一个阀门。
62.如权利要求53的方法，其中设备包括清空孔口，该清空孔口连通在第一和第二筛床之间，从而在装载期间，从第一和第二筛床排出氧气的至少一部分被输送到第一和第二筛床中的另一个，便于从第一和第二筛床中的另一个清空氮气。
63.如权利要求53的方法，还包括把氧气从容器输送到使用者。
64.如权利要求63的方法，其中氧气以脉冲形式从容器中释放。
65.如权利要求64的方法，还包括探测使用者吸气，以脉冲形式从容器中释放的氧气与使用者吸气对应。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105073225A (zh) * 2013-02-15 2015-11-18 皇家飞利浦有限公司 氧气分离器和产生氧气的方法
CN112218701A (zh) * 2018-03-07 2021-01-12 恩赛特有限责任公司 R2r微机电气体浓缩器
CN114263763A (zh) * 2021-12-28 2022-04-01 合肥康居人智能科技有限公司 一种自力密封二位四通膜片阀

Families Citing this family (78)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7954490B2 (en) 2005-02-09 2011-06-07 Vbox, Incorporated Method of providing ambulatory oxygen
US7402193B2 (en) * 2005-04-05 2008-07-22 Respironics Oxytec, Inc. Portable oxygen concentrator
US7510601B2 (en) * 2005-12-20 2009-03-31 Air Products And Chemicals, Inc. Portable medical oxygen concentrator
US8753435B2 (en) * 2006-04-03 2014-06-17 Ric Investments, Llc Portable oxygen concentrator
WO2008004523A1 (fr) * 2006-07-03 2008-01-10 Sanyo Electronic Industries Co., Ltd. dispositif DE CONCENTRATION D'OXYGÈNE
MY149344A (en) * 2006-09-22 2013-08-30 Teijin Pharma Ltd Oxygen concentrator
US20080110462A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-15 Chekal Michael P Oxygen delivery system
US8661910B2 (en) * 2007-01-19 2014-03-04 Ipg, Llc Capacitive sensor
US8757155B2 (en) * 2007-02-13 2014-06-24 General Electric Company Automatic scavenger system and method
EP2145646B1 (en) * 2007-05-07 2015-09-30 Teijin Pharma Limited Oxygen enricher
US8182242B2 (en) 2007-06-08 2012-05-22 Chart Sequal Technologies Inc. Compressor vibration isolation mount and method of use
WO2008154276A2 (en) * 2007-06-08 2008-12-18 Sequal Technologies, Inc. Diaphragm muffler and method of use
US20090065007A1 (en) * 2007-09-06 2009-03-12 Wilkinson William R Oxygen concentrator apparatus and method
US7722698B2 (en) 2008-02-21 2010-05-25 Delphi Technologies, Inc. Method of determining the purity of oxygen present in an oxygen-enriched gas produced from an oxygen delivery system
US8075676B2 (en) 2008-02-22 2011-12-13 Oxus America, Inc. Damping apparatus for scroll compressors for oxygen-generating systems
US8439034B2 (en) * 2008-05-28 2013-05-14 Ipg, Llc Oxygen conserving oxygen delivery system
US9278185B2 (en) * 2008-09-04 2016-03-08 Caire Inc. System and method for controlling bolus pulse duration based on inspiratory time in an oxygen concentation system
US9556029B2 (en) 2008-12-22 2017-01-31 Koninklijke Philips N.V. Liquid oxygen production device and method
WO2011011437A2 (en) 2009-07-22 2011-01-27 Vbox, Incorporated Method of separating and distributing oxygen
WO2011044091A2 (en) 2009-10-05 2011-04-14 Separation Design Group Llc Ultra rapid cycle portable oxygen concentrator
EP2498849B1 (en) * 2009-11-11 2022-08-10 The Board of Trustees of the Leland Stanford Junior University Portable ventilator
JP2011110112A (ja) * 2009-11-24 2011-06-09 Wu Fu-Chi ポータブル空気浄化器
US9974920B2 (en) 2010-04-07 2018-05-22 Caire Inc. Portable oxygen delivery device
US8616207B2 (en) 2010-09-07 2013-12-31 Inova Labs, Inc. Oxygen concentrator heat management system and method
US8603228B2 (en) 2010-09-07 2013-12-10 Inova Labs, Inc. Power management systems and methods for use in an oxygen concentrator
DE102010062333A1 (de) * 2010-12-02 2012-06-06 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Versorgung eines Abgasnachbehandlungssystems mit einem Reduktionsmittel
JP2012200387A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Fujikura Rubber Ltd 酸素濃縮装置用酸素タンクユニット
US10434204B2 (en) 2011-07-15 2019-10-08 Soclean, Inc. Technologies for sanitizing mist humidifiers
US10427961B2 (en) 2011-07-15 2019-10-01 Soclean, Inc. Technologies for sanitizing reservoirs
WO2015171730A1 (en) 2014-05-06 2015-11-12 Inceptus, Inc. Devices, systems and methods for ozone sanitization of continuous positive airway pressure devices
US10485888B2 (en) 2011-07-15 2019-11-26 Soclean, Inc. Devices, systems and methods for treating multiple medical devices having passageways with ozone gas
CN106110352B (zh) 2011-07-15 2019-07-16 速克粼股份有限公司 用于对持续正压通气设备进行臭氧消毒的方法及系统
US9669124B2 (en) 2011-07-15 2017-06-06 Soclean, Inc. Devices, systems and methods for treating multiple medical devices having passageways with ozone gas
US8888902B2 (en) 2011-08-26 2014-11-18 Separation Design Group Llc Portable oxygen enrichment device and method of use
US9321001B2 (en) 2011-09-13 2016-04-26 Koninklijke Philips N.V. Portable oxygen concentrator with integrated manifold
WO2013038299A1 (en) 2011-09-13 2013-03-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Oxygen concentrator supply line overpressure protection
RU2014114013A (ru) 2011-09-13 2015-10-20 Конинклейке Филипс Н.В. Кислородный концентратор с динамическим управлением шумом
JP2014526303A (ja) * 2011-09-13 2014-10-06 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 携帯型酸素濃縮器
MX2014002840A (es) * 2011-09-13 2014-07-09 Koninkl Philips Nv Dispositivo de conservacion de oxigeno proporcional con deteccion del flujo.
US8776796B2 (en) 2011-12-09 2014-07-15 Colabs, Inc. Apparatus and method for improved assisted ventilation
US9757530B2 (en) 2011-12-09 2017-09-12 Colabs, Inc. Apparatus and method for improved assisted ventilation
JP2013150684A (ja) * 2012-01-25 2013-08-08 Nidec Copal Electronics Corp Ｃｐａｐ装置
JP2013153804A (ja) * 2012-01-27 2013-08-15 Fukuda Denshi Co Ltd 酸素濃縮器
US10328184B2 (en) * 2012-05-08 2019-06-25 John M Gvodas, Jr. Wound treatment device
US9457209B2 (en) * 2012-05-23 2016-10-04 Optimal Fire Prevention Systems, Llc Fire prevention systems and methods
US9550575B2 (en) * 2012-05-25 2017-01-24 B/E Aerospace, Inc. On-board generation of oxygen for aircraft pilots
JP2014000241A (ja) * 2012-06-19 2014-01-09 Daikin Ind Ltd 酸素濃縮装置
FR2992397B1 (fr) * 2012-06-25 2014-08-01 Asco Joucomatic Sa Vanne pilote electropneumatique avec drain thermique
WO2014059405A1 (en) 2012-10-12 2014-04-17 Inova Labs, Inc. Method and systems for the delivery of oxygen enriched gas
AU2013328916A1 (en) 2012-10-12 2015-05-14 Inova Labs, Inc. Oxygen concentrator systems and methods
WO2014059408A1 (en) 2012-10-12 2014-04-17 Inova Labs, Inc. Dual oxygen concentrator systems and methods
GB2507050B (en) * 2012-10-16 2014-09-17 Nano Porous Solutions Ltd Pressure swing adsorption apparatus
KR20160098389A (ko) * 2013-12-18 2016-08-18 칼튼 라이프 서포트 시스템즈, 아이엔씨. 탑재형 산소 발생 시스템용 공기 건조 시스템
US9440179B2 (en) 2014-02-14 2016-09-13 InovaLabs, LLC Oxygen concentrator pump systems and methods
JP6568196B2 (ja) * 2014-03-21 2019-08-28 コーラブス メディカル，インコーポレイテッド 改善された補助換気用の装置及び方法
US10315002B2 (en) 2015-03-24 2019-06-11 Ventec Life Systems, Inc. Ventilator with integrated oxygen production
US11247015B2 (en) 2015-03-24 2022-02-15 Ventec Life Systems, Inc. Ventilator with integrated oxygen production
CN107735135B (zh) 2015-04-02 2020-06-26 希尔－罗姆服务私人有限公司 用于呼吸装置的歧管
CN209253882U (zh) * 2015-06-30 2019-08-16 蒸汽热能公司 用于传递加湿的呼吸用气体以及雾化的药物的鼻套管及呼吸治疗系统
US11002268B2 (en) * 2015-07-27 2021-05-11 Cobham Mission Systems Davenport Lss Inc. Sealed cavity compressor to reduce contaminant induction
US10258919B2 (en) 2015-08-19 2019-04-16 Koninklijke Philips N.V. Oxygen separator with improved efficiency
USD802788S1 (en) 2016-04-28 2017-11-14 Soclean, Inc. Ozone treatment device with open lid
USD819190S1 (en) 2016-04-28 2018-05-29 Soclean, Inc. Ozone treatment device
WO2017192660A1 (en) 2016-05-03 2017-11-09 Inova Labs, Inc. Method and systems for the delivery of oxygen enriched gas
US10773049B2 (en) 2016-06-21 2020-09-15 Ventec Life Systems, Inc. Cough-assist systems with humidifier bypass
AU2017290742B2 (en) 2016-06-30 2021-07-29 Vapotherm, Inc. Cannula device for high flow therapy
JP2020531176A (ja) * 2017-08-25 2020-11-05 レスメド・プロプライエタリー・リミテッド 呼吸器疾患治療のための方法および装置
US11724056B2 (en) 2017-09-08 2023-08-15 Vapotherm, Inc. Birfurcated cannula device
US11191915B2 (en) 2018-05-13 2021-12-07 Ventec Life Systems, Inc. Portable medical ventilator system using portable oxygen concentrators
US10946161B2 (en) 2018-12-05 2021-03-16 Aires Medical LLC Pulsed pressure swing adsorption system and method
CA3133631A1 (en) 2019-03-19 2020-09-24 Soclean, Inc. Technologies for sanitizing medical devices
EP3980160A1 (en) * 2019-06-05 2022-04-13 Aventics Corporation Product manifolds for use with portable oxygen concentrators and portable oxygen concentrators including such product manifolds
WO2020264175A1 (en) 2019-06-28 2020-12-30 Vapotherm, Inc. Variable geometry cannula
CN114728147A (zh) 2019-09-26 2022-07-08 蒸汽热能公司 插管内部安装的雾化器
CN110937578A (zh) * 2019-12-09 2020-03-31 无锡赫尔德克精密机械有限公司 一种气息式便携式制氧机及其控制方法
AU2021307935A1 (en) * 2020-07-16 2023-03-16 Ventec Life Systems, Inc. System and method for concentrating gas
AU2021309952A1 (en) 2020-07-16 2023-03-16 Ventec Life Systems, Inc. System and method for concentrating gas
CN116648278A (zh) 2020-07-16 2023-08-25 英瓦卡尔公司 用于浓缩气体的系统和方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003092817A1 (en) * 2002-04-29 2003-11-13 Sequal Technologies, Inc. Portable oxygen concentration system
CN1551794A (zh) * 2001-07-05 2004-12-01 普莱克斯技术有限公司 医用氧气浓缩器

Family Cites Families (81)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3880616A (en) * 1973-11-19 1975-04-29 Bendix Corp Respiratory support system
US4342573A (en) * 1979-10-12 1982-08-03 Greene & Kellogg, Incorporated Compact oxygen concentrator
US4302224A (en) * 1979-10-12 1981-11-24 Greene & Kellogg, Inc. Compact oxygen concentrator
US4457303A (en) * 1980-11-26 1984-07-03 Tritec Industries, Inc. Respirating gas supply control method and apparatus therefor
JPS57104007A (en) * 1980-12-19 1982-06-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Oxygen-enriched gas supplying equipment for combustion
US4378982A (en) * 1981-08-28 1983-04-05 Greene & Kellogg, Inc. Compact oxygen concentrator
US4502873A (en) * 1982-07-27 1985-03-05 Proto-Med, Inc. Method and apparatus for concentrating oxygen
US4576616A (en) * 1982-07-27 1986-03-18 Proto-Med. Inc. Method and apparatus for concentrating oxygen
US4491459A (en) * 1983-05-04 1985-01-01 Pinkerton Charles J Portable oxygen enrichment and concentration system
US4509959A (en) * 1983-07-28 1985-04-09 Greene & Kellogg, Inc. Modular industrial oxygen concentrator
US4511377A (en) * 1983-11-01 1985-04-16 Greene & Kellogg, Inc. Apparatus for the production of oxygen
US4561865A (en) * 1983-11-01 1985-12-31 Greene & Kellogg, Inc. Single bed pressure swing adsorption gas separation system
JPS61131756A (ja) * 1984-11-30 1986-06-19 鳥取大学長 呼吸同調送気式濃縮酸素供給装置
US4784130A (en) * 1986-12-04 1988-11-15 The John Bunn Company Flow controller
US5024219A (en) * 1987-01-12 1991-06-18 Dietz Henry G Apparatus for inhalation therapy using triggered dose oxygenator employing an optoelectronic inhalation sensor
US4859217A (en) 1987-06-30 1989-08-22 Uop Process for separating nitrogen from mixtures thereof with less polar substances
US4802899A (en) * 1987-09-21 1989-02-07 Airsep Corporation Pressure swing adsorption apparatus
USD311061S (en) * 1987-09-21 1990-10-02 Airsep Corporation Air separator
US4826510A (en) * 1988-01-13 1989-05-02 The John Bunn Company Portable low profile DC oxygen concentrator
US4892566A (en) * 1989-03-22 1990-01-09 Airsep Corporation Pressure swing adsorption process and system
US4973339A (en) * 1989-10-18 1990-11-27 Airsep Corporation Pressure swing absorption process and system for gas separation
USRE35099E (en) * 1989-11-20 1995-11-28 Sequal Technologies, Inc. Fluid fractionator
US5268021A (en) * 1989-11-20 1993-12-07 Dynotec Corporation Fluid fractionator
US4971609A (en) * 1990-02-05 1990-11-20 Pawlos Robert A Portable oxygen concentrator
US5071449A (en) * 1990-11-19 1991-12-10 Air Products And Chemicals, Inc. Gas separation by rapid pressure swing adsorption
US5203887A (en) * 1991-12-11 1993-04-20 Praxair Technology, Inc. Adsorbent beds for pressure swing adsorption operations
US5340381A (en) * 1993-05-17 1994-08-23 Vorih Marc L Operating system for dual-sieve oxygen concentrators
JPH0731825A (ja) * 1993-07-20 1995-02-03 Tokico Ltd 気体分離装置
US5370728A (en) * 1993-09-07 1994-12-06 Praxair Technology, Inc. Single bed pressure swing adsorption system and process
US5474595A (en) * 1994-04-25 1995-12-12 Airsep Corporation Capacity control system for pressure swing adsorption apparatus and associated method
US5593478A (en) * 1994-09-28 1997-01-14 Sequal Technologies, Inc. Fluid fractionator
US5518526A (en) * 1994-10-07 1996-05-21 Praxair Technology, Inc. Pressure swing adsorption process
US5531807A (en) * 1994-11-30 1996-07-02 Airsep Corporation Apparatus and method for supplying oxygen to passengers on board aircraft
US5735268A (en) * 1995-06-07 1998-04-07 Salter Labs Intermitten gas-insufflation apparatus and method therefor
US5578115A (en) * 1995-07-24 1996-11-26 Devilbiss Health Care, Inc. Molecular sieve container for oxygen concentrator
US5658371A (en) * 1995-11-06 1997-08-19 Praxair Technology, Inc. Single bed pressure swing adsorption process for recovery of oxygen from air
US5830272A (en) * 1995-11-07 1998-11-03 Sputtered Films, Inc. System for and method of providing a controlled deposition on wafers
US5711787A (en) * 1995-11-22 1998-01-27 Praxair Technology, Inc. Oxygen recovery pressure swing adsorption process
US5746806A (en) * 1996-08-15 1998-05-05 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Apparatus and method for controlling output of an oxygen concentrator
US5827358A (en) * 1996-11-08 1998-10-27 Impact Mst, Incorporation Rapid cycle pressure swing adsorption oxygen concentration method and apparatus
AU734362B2 (en) * 1996-12-31 2001-06-14 Bowie Gordon Keefer High frequency pressure swing adsorption
US5871565A (en) * 1997-01-15 1999-02-16 Praxair Technology, Inc. Vacuum/pressure swing adsorption (VPSA) for production of an oxygen enriched gas
ES2297337T3 (es) * 1997-01-31 2008-05-01 Ric Investments, Inc. Sistema de absorcion por oscilacion de presion que comprende un bote de camaras multiples.
US5871564A (en) * 1997-06-16 1999-02-16 Airsep Corp Pressure swing adsorption apparatus
KR19990028153A (ko) * 1997-09-30 1999-04-15 정휘동 포터블 피에스에이 산소발생기
US5988165A (en) * 1997-10-01 1999-11-23 Invacare Corporation Apparatus and method for forming oxygen-enriched gas and compression thereof for high-pressure mobile storage utilization
US6016803A (en) * 1998-07-21 2000-01-25 Volberg; Walter Self-contained hyperbaric chamber
WO2000023134A1 (en) * 1998-10-21 2000-04-27 Airsep Corporation Combined oxygen regulator and conservation device
US6475265B1 (en) * 1998-10-22 2002-11-05 Praxair Technology, Inc. Pressure swing adsorption method for production of an oxygen-enriched gas
US6446630B1 (en) * 1999-02-11 2002-09-10 Sunrise Medical Hhg Inc Cylinder filling medical oxygen concentrator
FR2792210B1 (fr) * 1999-04-13 2001-09-14 Air Liquide Sante Int Equipement medical portable d'oxygenotherapie a domicile
US6186477B1 (en) * 1999-05-05 2001-02-13 Airsep Corporation Gas by-pass valve
US6346139B1 (en) * 1999-05-12 2002-02-12 Respironics, Inc. Total delivery oxygen concentration system
US6348082B1 (en) * 1999-05-14 2002-02-19 Respironics, Inc. Gas fractionalization system and associated method
US6311719B1 (en) 1999-08-10 2001-11-06 Sequal Technologies, Inc. Rotary valve assembly for pressure swing adsorption system
US6514319B2 (en) * 1999-12-09 2003-02-04 Questair Technologies Inc. Life support oxygen concentrator
US6393802B1 (en) * 1999-12-22 2002-05-28 Sunrise Medical Hhg, Inc. Cylinder filler for use with an oxygen concentrator
US6558451B2 (en) * 2000-05-10 2003-05-06 Airsep Corporation Multiple bed pressure swing adsorption method and apparatus
FR2809329B1 (fr) * 2000-05-25 2002-08-16 Air Liquide Concentrateur d'oxygene portable
US6478850B2 (en) * 2000-08-02 2002-11-12 Wearair Oxygen Inc. Miniaturized wearable oxygen concentrator
JP2004504927A (ja) * 2000-08-02 2004-02-19 ウェアエア　オキシゲン　インク 小型化した装着可能な酸素濃縮器
US6651658B1 (en) 2000-08-03 2003-11-25 Sequal Technologies, Inc. Portable oxygen concentration system and method of using the same
WO2002045821A2 (en) 2000-12-08 2002-06-13 Questair Technologies Inc. Methods and apparatuses for gas separation by pressure swing adsorption with partial gas product feed to fuel cell power source
JP2002219176A (ja) * 2001-01-25 2002-08-06 Fukuda Sangyo:Kk 医療用酸素濃縮装置
US6910482B2 (en) 2001-10-19 2005-06-28 Chart Inc. Self-calibrating supplemental oxygen delivery system
JP4473580B2 (ja) 2002-01-31 2010-06-02 エアーセップ・コーポレーション 可搬式酸素濃縮器
EP1637209A1 (en) * 2002-01-31 2006-03-22 Airsep Corporation Portable oxygen concentrator
ATE357962T1 (de) 2002-04-24 2007-04-15 Airsep Corp Sauerstoffkonzentrator mit reduziertem geräuschpegel
US6802889B2 (en) 2002-12-05 2004-10-12 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption system for gas separation
WO2004054493A2 (en) 2002-12-12 2004-07-01 Airsep Corporation Portable hypoxic apparatus
US6832900B2 (en) 2003-01-08 2004-12-21 Thomas Industries Inc. Piston mounting and balancing system
US20050072423A1 (en) 2003-10-07 2005-04-07 Deane Geoffrey Frank Portable gas fractionalization system
US20050072426A1 (en) 2003-10-07 2005-04-07 Deane Geoffrey Frank Portable gas fractionalization system
US7438745B2 (en) 2003-10-07 2008-10-21 Inogen, Inc. Portable gas fractionalization system
US7135059B2 (en) 2003-10-07 2006-11-14 Inogen, Inc. Portable gas fractionalization system
US7066985B2 (en) * 2003-10-07 2006-06-27 Inogen, Inc. Portable gas fractionalization system
USD510169S1 (en) 2003-10-07 2005-09-27 Inogen, Inc. Mobility cart for transporting oxygen concentrators and related accessories
US7273051B2 (en) * 2004-01-22 2007-09-25 Air Products And Chemicals, Inc. Dual mode medical oxygen concentrator
US7279029B2 (en) 2004-05-21 2007-10-09 Air Products And Chemicals, Inc. Weight-optimized portable oxygen concentrator
EP1776152A2 (en) 2004-06-04 2007-04-25 Inogen, Inc. Systems and methods for delivering therapeutic gas to patients
US7402193B2 (en) * 2005-04-05 2008-07-22 Respironics Oxytec, Inc. Portable oxygen concentrator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1551794A (zh) * 2001-07-05 2004-12-01 普莱克斯技术有限公司 医用氧气浓缩器
WO2003092817A1 (en) * 2002-04-29 2003-11-13 Sequal Technologies, Inc. Portable oxygen concentration system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105073225A (zh) * 2013-02-15 2015-11-18 皇家飞利浦有限公司 氧气分离器和产生氧气的方法
CN105073225B (zh) * 2013-02-15 2017-12-26 皇家飞利浦有限公司 氧气分离器和产生氧气的方法
US9873078B2 (en) 2013-02-15 2018-01-23 Koninklijke Philips N.V Oxygen separator and method of generating oxygen
CN112218701A (zh) * 2018-03-07 2021-01-12 恩赛特有限责任公司 R2r微机电气体浓缩器
JP2021514778A (ja) * 2018-03-07 2021-06-17 エンサイト エルエルシー Ｒ２ｒ微小電気機械ガス濃縮器
CN114263763A (zh) * 2021-12-28 2022-04-01 合肥康居人智能科技有限公司 一种自力密封二位四通膜片阀

Also Published As

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US7794522B2 (en) 2010-09-14
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